基于接触问题的桩土相互作用机理
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１ １ 年 Ｏ月
水 运 工 程
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０期
总 第 ４ ９期 ５
基 于 接 触 问题 的桩 土 相 互 作 用机 理
宗钟 凌
表 明 ，接 触 单元 能 较 好 地模拟 桩 与 土之 间 的剪 力
传 递 和 相 对 位 移 。本 文 基 于 以 上研 究 成 果 ，采用
子 结 构 凝 聚 自由度 法 对 桩 土 接 触 问 题 的 非线 性 有
限元 平 衡 方 程 进 行 推 导 ，通 过 增 广 拉 格 朗 日乘 子
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（ 淮海工 学院土木 工程 学院 ，江苏 连 云港 ２２ ０ ２ ０ ５）
摘要 ：采 用子结 构凝聚 自由度 法推 导 出桩 土接 触问题 的非线性有 限元平衡 方程 ，引入接 触 问题 的约束条 件 ，并通过 拉格 朗 日乘子 法对约束条件进行 处理 ，得到数值 计算的迭代格 式 ，进而对桩 土相 互作用进行 非线性数 值计算 ，结果表 数值计算结果与 实测 结果吻合较 好 ，接触 问题的 引入 可以合理地 解释桩 土相互作用的机理 问题 。 关键 词 ：接触 ；约 束条件 ；增广拉格 朗 日乘子 ；数值计算 ；桩 土相 互作 用 中图分类号 ：Ｔ ７ Ｕ４ ３ 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１０ — ９ ２２ １）０ ０ ３ — ３ ０ ２ ４ ７ （０ １ — １２ ０ １
源自文库法 对 约束 条 件 进 行 处 理 ，得 到 数 值 计 算 的迭 代 格
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与静 载 试 验 符 合 较好 。文 献 ［］ 过 在 桩 和 桩 侧 土 ４通 界 面 直接 引入 接 触 单 元 ，并 采 用 参 变 量 变 分 原 理
及基 于 此原 理 的参 变 量 二 次 规 划 法 ，对 接 触 单 元 刚 度 矩 阵 进 行 了推 导 。模 型计 算 结 果 与 实 测 比较
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工 程 结 构 中结 构 或 构件 之 间存 在 摩 擦 接触 现 邑较 为 普 遍 的 ，例 如 机 械 工 程 中设 备 和 弹性 地 之 间 的挤 压 接 触 ，桩 基 工 程 中桩 与 桩 侧 土 界 摩擦 接 触 等【 １ ］ 所周 知 ，摩 擦接 触 问题 属 于 。众 型的状 态 非 线 性 问题 ，这 使 得 基 于 接 触 问 题 的 ±相 互 作 用 的分 析 与 计 算 变 得 困难 。 随着 计 算 拘发 展 ，有 限元 法 在 桩 土相 互 作 用 分 析 中得 到
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