筒型基础静压沉贯过程颗粒流模拟数值分析

发布时间：2022-01-05 13:50

　　筒型基础的安装过程是施工中的关键环节,是决定安装成败的关键所在.针对沉贯过程中土体变形较大的特点采用颗粒流软件建立筒型基础动态沉贯安装模型,分析了安装过程中土体位移场、孔隙率、土体应力状态等因素的变化特征,以土体位移及颗粒间接触力链变化为依据,分析了形成土拱效应的细观机理.结果表明:筒体沉贯过程中形成的土塞效应有助于土拱的形成,同时土拱效应的产生导致土体应力状态发生变化,最终宏观表现为沉贯阻力异常增大. 

【文章来源】：三峡大学学报(自然科学版). 2020,42(03)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

土体颗粒粒径级配累积曲线

利用软件中自带监测命令measure circle监测沉贯过程中模型的孔隙率、应力、土体颗粒位移变化,采用自编fish函数在模型中均匀布满测量圆(measure circle),其直径为0.05 m,其典型位置的测量圆编号及筒体的相对分布位置如图2所示.利用fish函数记录测量圆中各监测变量的变化情况,模型中筒体的内径为0.15 m,外径0.2 m,长度0.7 m,最终入土深度为0.6 m;用自编的fish函数提取土体中测量圆的测量数据及沉贯过程中筒体摩阻力、土体应力、筒体端阻力,其中构成模型的参数如表2所示.

观察图3可知,在沉贯初期,由于挤土效应,筒内土塞出现隆起现象,伴随入土深度的增加,在筒-土摩擦力的作用下,筒壁周围土体向下移动,在筒壁内外两侧形成剪切带.筒内标记颗粒(绿色)整体呈现一个上凸的拱形,筒体端部颗粒宏观状态呈现下凸的变形(如图3(c)所示).根据标记颗粒的位置状态,可以判断在踏面以下位置由于摩阻力的约束,形成了一个三角形状的楔体,并伴随着筒体的沉贯而下移.以筒体内部中轴线上颗粒作为土塞高度变化的追踪对象,对筒内土塞隆起高度变化趋势进行监测,如图4所示,在入土深度小于0.3 m之前,土塞的长度与筒体贯入深度保持一致;入土深度大于0.3 m后土塞长度增加速度逐渐变缓,出现闭塞现象,与李剑强,周建[10]的中密砂中即使处于满芯状态的土塞,也具有一定的闭塞效应的结论相吻合.

【参考文献】：
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本文编号：3570464