基于高性能有限单元法的多层地基水平受荷桩受力分析

摘要：

多层地基水平受荷桩的受力变形特性分析是设计中的关键步骤.针对传统有限单元法在准确性与计算效率上的不足,提出了一种用于分析该类桩基的高性能有限单元法.该法构建了一种桩单元,并采用分布在单元内部的连续"土体弹簧"反映非线性桩-土相互作用.其最大特点是在桩单元内部整合了"土体弹簧",即桩单元同时包含了桩体与土体信息.推导了适用于多层地基中的桩单元,并引入高斯-勒让德方法简化总势能求和过程;推导了单元刚度矩阵并运用在牛顿-拉夫逊增量迭代数值分析中,引入割线关系减少迭代过程中的累计误差.此外,该法还通过更新拉格朗日方法来考虑几何大变形.算例结果表明:高性能有限单元法与解析解及现场试验结果吻合较好;在多层地基条件下,桩单元模型较离散弹簧单元模型可大幅减少单元数目及计算时长,可有效提高计算效率.

关键词：水平受荷桩;有限单元法;桩-土相互作用;桩单元;多层地基

所属期刊栏目：42

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;广东省科技厅项目

在线出版日期：2021-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1995-2003,2014