基于SW模型的水平受荷桩数值模拟分析
发布时间：2023-02-06 12:24
随着国家经济建设的蓬勃发展,桥梁工程、海洋工程以及高层和超高层建筑在工程中的大力建设,桩基础对水平承载力的要求日益提高。而相对于竖向荷载桩的研究而言,水平受荷桩的受力分析及机理研究还比较薄弱,所以开展对水平受荷桩的分析很有必要。本文对已有的水平受荷桩的理论及试验研究进行归纳总结,详细介绍了水平受荷桩的破坏模式和分析方法,并对各分析方法的优劣性进行了评价。因为应变楔方法不仅能考虑不同土质下的水平受荷桩的内力和变形,还能考虑桩的刚度,截面形状,桩头情况等特性以及土体连续性,并将传统的二维分析方法拓展到三维领域,有其独特的优越性,所以本文基于应变楔方法运用ABAQUS数值模拟软件对水平受荷桩进行分析,以求对应变楔理论进一步的完善。首先,建立平地上水平受荷刚性桩的三维数值模型,并由两个实例验证了用ABAQUS分析水平受荷桩的合理性,接着对ABAQUS的运算结果进行分析,确定出应变楔模型的边界应变值,进而确定出应变楔模型的各项形体参数。然后,分砂土与黏土两种情况对比分析了不同水平荷载、内摩擦角、土体弹性模量以及黏聚力下的应变楔模型形体参数的变化情况,并对形体参数随各影响因素的变化规律进行回归分析...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 水平受荷桩的特点与分类
1.3 水平受荷桩的研究现状
1.3.1 水平受荷桩的理论研究
1.3.2 水平受荷桩的试验研究
1.3.3 水平受荷桩的数值模拟研究
1.4 本文的研究思路及工作内容
第2章 水平受荷桩破坏模式及分析方法研究
2.1 概述
2.2 水平受荷桩的破坏模式
2.2.1 刚性短桩的破坏模式
2.2.2 半刚性状的破坏模式
2.2.3 柔性长桩的破坏模式
2.3 水平受荷桩的分析方法
2.3.1 极限平衡法
2.3.2 弹性地基反力法
2.3.3 P-Y曲线法
2.4 应变楔(SW)分析法
2.4.1 应变楔模型
2.4.2 应力应变关系
2.4.3 桩土相互作用
2.4.4 应变楔模型深度的确定
第3章 基于SW模型的水平受荷桩数值分析模型
3.1 概述
3.2 数值分析模型的建立
3.2.1 部件模块
3.2.2 材料参数
3.2.3 定义分析步
3.2.4 桩土接触面参数
3.2.5 确定边界条件及载荷
3.2.6 模型网格划分
3.2.7 设置初始地应力
3.3 应变楔(SW)模型形体参数的确定
3.3.1 边界应变值的确定
3.3.2 应变楔长度的确定
3.3.3 应变楔底角的确定
3.3.4 应变楔伞角的确定
第4章 平面上水平受荷桩SW模型参数分析
4.1 有限元模型及参数的设置
4.1.1 模型参数设定
4.1.2 有限元模型的建立
4.1.3 算例验证
4.2 不同影响因素对应变楔形体参数影响分析
4.2.1 水平荷载对应变楔模型形体参数的影响
4.2.2 土体弹性模量对应变楔模型形体参数的影响
4.2.3 土体内摩擦角对应变楔模型形体参数的影响
4.2.4 土体黏聚力对应变楔模型形体参数的影响
4.3 应变楔模型形体参数拟合公式
4.4 小结
第5章 斜坡上水平受荷桩SW模型参数分析
5.1 有限元模型及参数的设置
5.1.1 模型参数设定
5.1.2 有限元模型的建立
5.1.3 有限元模型验证
5.2 不同影响因素对应变楔形体参数影响分析
5.2.1 水平荷载对应变楔模型形体参数的影响
5.2.2 土体弹性模量对应变楔模型形体参数的影响
5.2.3 土体内摩擦角对应变楔模型形体参数的影响
5.2.4 土体黏聚力对应变楔模型形体参数的影响
5.3 应变楔模型形体参数拟合公式
5.4 小结
第6章 工程实例
6.1 工程概况
6.1.1 工程设计参数
6.2 有限元模拟分析
6.2.1 有限元模型
6.2.2 有限元模拟分析结果
6.3 不同桩体参数对桩基水平承载性能的影响分析
6.3.1 桩身弹性模量对桩基水平承载性能的影响
6.3.2 桩身长度对桩基水平承载性能的影响
6.3.3 桩径对桩基水平承载性能的影响
6.4 小结
结语
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间论文、著作及科研情况)
本文编号：3735997
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 水平受荷桩的特点与分类
1.3 水平受荷桩的研究现状
1.3.1 水平受荷桩的理论研究
1.3.2 水平受荷桩的试验研究
1.3.3 水平受荷桩的数值模拟研究
1.4 本文的研究思路及工作内容
第2章 水平受荷桩破坏模式及分析方法研究
2.1 概述
2.2 水平受荷桩的破坏模式
2.2.1 刚性短桩的破坏模式
2.2.2 半刚性状的破坏模式
2.2.3 柔性长桩的破坏模式
2.3 水平受荷桩的分析方法
2.3.1 极限平衡法
2.3.2 弹性地基反力法
2.3.3 P-Y曲线法
2.4 应变楔(SW)分析法
2.4.1 应变楔模型
2.4.2 应力应变关系
2.4.3 桩土相互作用
2.4.4 应变楔模型深度的确定
第3章 基于SW模型的水平受荷桩数值分析模型
3.1 概述
3.2 数值分析模型的建立
3.2.1 部件模块
3.2.2 材料参数
3.2.3 定义分析步
3.2.4 桩土接触面参数
3.2.5 确定边界条件及载荷
3.2.6 模型网格划分
3.2.7 设置初始地应力
3.3 应变楔(SW)模型形体参数的确定
3.3.1 边界应变值的确定
3.3.2 应变楔长度的确定
3.3.3 应变楔底角的确定
3.3.4 应变楔伞角的确定
第4章 平面上水平受荷桩SW模型参数分析
4.1 有限元模型及参数的设置
4.1.1 模型参数设定
4.1.2 有限元模型的建立
4.1.3 算例验证
4.2 不同影响因素对应变楔形体参数影响分析
4.2.1 水平荷载对应变楔模型形体参数的影响
4.2.2 土体弹性模量对应变楔模型形体参数的影响
4.2.3 土体内摩擦角对应变楔模型形体参数的影响
4.2.4 土体黏聚力对应变楔模型形体参数的影响
4.3 应变楔模型形体参数拟合公式
4.4 小结
第5章 斜坡上水平受荷桩SW模型参数分析
5.1 有限元模型及参数的设置
5.1.1 模型参数设定
5.1.2 有限元模型的建立
5.1.3 有限元模型验证
5.2 不同影响因素对应变楔形体参数影响分析
5.2.1 水平荷载对应变楔模型形体参数的影响
5.2.2 土体弹性模量对应变楔模型形体参数的影响
5.2.3 土体内摩擦角对应变楔模型形体参数的影响
5.2.4 土体黏聚力对应变楔模型形体参数的影响
5.3 应变楔模型形体参数拟合公式
5.4 小结
第6章 工程实例
6.1 工程概况
6.1.1 工程设计参数
6.2 有限元模拟分析
6.2.1 有限元模型
6.2.2 有限元模拟分析结果
6.3 不同桩体参数对桩基水平承载性能的影响分析
6.3.1 桩身弹性模量对桩基水平承载性能的影响
6.3.2 桩身长度对桩基水平承载性能的影响
6.3.3 桩径对桩基水平承载性能的影响
6.4 小结
结语
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间论文、著作及科研情况)
本文编号：3735997
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