可破碎颗粒材料中螺旋桩贯入特性的离散元模拟

摘要：

作为一种新型完全挤土桩,螺旋桩在各类工程建设中已得到广泛应用.基于离散单元法,以钙质砂为模拟对象,对螺旋桩在沉桩过程中土体颗粒破碎情况进行数值模拟.颗粒破碎采用碎片替换法,破碎应力判定选取八面体剪应力准则.分析了螺旋桩在不同初始应力、不同贯入转速比条件下桩周土体位移场、速度场、应力场分布及土体颗粒破碎演化规律.数值模拟结果表明:在螺旋桩贯入地基土过程中,土颗粒在高应力诱发下发生破碎,桩端土体破碎严重,桩侧颗粒破碎稍弱;随着贯入深度增加,破碎颗粒数量增加,桩侧土体级配发生演化,发生破碎的地基土中桩尖应力略低于不破碎地基土体;提高初始应力,会导致更剧烈的颗粒破碎,破碎颗粒的散布范围更广,桩尖应力明显减小;提高贯入转速比会增加颗粒破碎的程度,在高转速比条件下,破碎颗粒均匀散布在桩侧,螺纹附近的颗粒速度、位移较大;而低转速比工况下,土颗粒的速度、位移峰值主要集中在桩尖下部.开展可破碎颗粒材料中螺旋桩贯入特性的研究,对分析较脆弱砂土场地上的桩基稳定、保障工程建设的安全具有指导意义.

关键词：螺旋桩、颗粒破碎、离散元模拟、钙质砂、贯入特性

所属期刊栏目：38

分类号：TU473.1(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目41772273

在线出版日期：2021-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：128-136