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考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中桩身变形研究目录1. 内容描述 (2)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 研究内容及目的 (5)2. 理论基础 (6)2.1 桩土相互作用理论 (7)2.2 桩身变形理论 (8)2.3 长桩基础设计规范及代码 (10)3. 数值模拟方法 (11)3.1 有限元分析软件及模型建立 (12)3.2 桩土相互作用模型边界条件及参数确定 (14)3.3 仿真模拟方案及精度验证 (15)4. 实验研究方法 (16)4.1 实验平台及装置 (17)4.2 试验材料及模型制作 (18)4.3 桩身变形测量方法 (19)5. 研究结果 (21)5.1 桩身变形规律分析 (22)5.1.1 桩长对桩身变形的影响 (23)5.1.2 围岩性质对桩身变形的影响 (24)5.1.3 打桩工艺对桩身变形的影响 (25)5.2 影响因素耦合效应分析 (26)6. 结论与展望 (28)6.1 研究结论 (29)6.2 学术意义及应用价值 (30)6.3 今后研究方向 (31)1. 内容描述本文档旨在全面探讨考虑桩土相互作用的长桩基础打桩过程中的桩身变形特性。
在现代建筑和工程领域,长桩基础因其强度大、适应性广而广泛应用于高层建筑、桥梁工程以及海洋平台等大型结构中。
为确保结构的稳定和安全,深入研究桩土相互作用下的桩身变形极为重要。
首先是桩土接触的动态过程研究,通过分析桩土接触表面应力、应变分布和动力响应,理解桩身受力机制和动态变化规律。
其次,是桩身变形模式的判别,运用弹性动力学理论,结合时域动态仿真,分析桩身在不同打桩阶段的变形演化特性。
此外,还需分析桩土互作的频率响应特性以及桩间土对桩身变形的影响,提炼出桩土系统相互作用下的桩身频率与谐振特性。
此外,本文档还将综合考虑施工参数对桩身变形的影响,比如桩径、打桩顺序、锤击力度等因素。
通过对这些关键参数的控制,研究其在打桩过程中的动力响应特性,以获得最优化的桩身变形控制方案。
桩-土-桩相互作用有限元接触分析摘要：桩土体作为一个共同工作的系统，广泛存在于土木工程实践中，是典型的接触问题之一，对桩-土-桩相互作用的研究也是工程十分关心的，其中桩身摩阻力的分布更是关键所在。
本文基于有限元数值分析方法软件对此进行了深入研究。
关键词：有限单元法；接触非线性；桩土相互作用；桩侧摩阻力中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）11-0108-020 引言桩土相互作用问题的实质是固体力学中不同介质的接触问题，具体表现为材料非线性、接触非线性等。
目前，有限单元法是解决复杂空间结构静、动力问题、弹塑性问题最有效的数值方法之一。
本文对桩土相互作用中接触问题进行分析时主要采用接触非线性有限元法，利用ABAQUS有限元软件进行研究。
1 ABAQUS软件概述ABAQUS是功能强大的有限元法软件[1,2]，提供了广泛的功能且使用起来十分简明。
对于非线性分析，ABAQUS能自动选择合适的荷载增量和收敛精度，且拥有十分丰富的、可模拟任意实际形状的单元库。
2 ABAQUS桩土接触分析中需解决的问题2.1 单元类型的选择在接触模拟中采用二阶单元会引起接触面上等效节点力的计算出现混淆，因此接触面两侧的单元一般不宜采用二阶单元，只能采用线性单元。
2.2 主从接触面的建立可以通过定义接触面（surface）来模拟接触问题，本文所涉及的桩土体之间的接触面主要有两类：①桩侧单元构成的柔性接触面（桩侧土体表面）或刚性接触面（桩表面）；②桩底土体一般采用节点构成的接触面，选取桩底土体节点时，不包含己定义在柔性接触面上的节点。
在模拟过程中，接触方向总是主面的法线方向，从面上的节点不会穿越主面，但主面上的节点可以穿越从面。
一般遵循以下原则：①应选择刚度较大的面作为主面，对于刚度相似的两个面，应选择网格较粗的面作为主面；②主面不能是由节点构成的面，并且必须是连续的；③如果接触面在发生接触的部位有很大的凹角或尖角，应该将其分别定义为两个面；④如果两个接触面之间的相对滑动小于接触面单元尺寸的20%，选用小滑动，否则选用有限滑动。
上拔力作用下桩土相互作用数值分析桩土相互作用是岩土工程中一个重要的研究课题，它影响着桩基工程的稳定性和承载力。
在实际工程中，桩土相互作用通常通过数值模拟方法进行研究。
其中，上拔力作用下桩土相互作用是一种具有挑战性的情况，需要进行细致的分析和研究。
首先，需要了解上拔力作用的原因。
上拔力是指桩基在土体中受到的由土体侧向位移引起的上拉力，这种力会对桩基产生一定的影响。
在实际工程中，上拔力的作用可能会导致桩基的稳定性降低，甚至引起桩基的失稳。
其次，需要建立合适的数值模型来模拟上拔力作用下的桩土相互作用。
数值模拟可以通过计算机软件对桩土相互作用进行模拟和分析，得出相关的计算结果。
在建立数值模型时，需要考虑土体的本构模型、桩基的几何形状和材料性质等因素，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
接下来，可以通过数值模拟来分析上拔力作用下的桩土相互作用。
具体包括以下几个方面：1.桩基的受力特性：通过数值模拟可以得到桩基在受到上拔力作用时的受力状态，包括桩身和桩端的受力情况。
这有助于评估桩基的承载力和稳定性。
2.土体的变形特性：土体在受到上拔力作用时会发生一定的变形，数值模拟可以模拟土体的变形过程，并得到相应的位移、变形和轴力等信息。
3.拔桩过程的影响：在实际工程中，拔回桩基时可能会受到一定的阻力，这种阻力会对桩基产生一定的影响。
数值模拟可以模拟拔桩过程，并分析阻力的影响。
最后，需要对数值模拟结果进行验证和分析。
通过将数值模拟结果与实测数据进行对比，可以验证模拟结果的准确性和可靠性。
同时，对模拟结果进行分析，得出结论并提出相应的建议，以指导工程实践。
总之，上拔力作用下桩土相互作用的数值分析是一个复杂的工程问题，需要综合考虑土体、桩基和其他相关因素，通过建立数值模型进行模拟和分析，得出相应的结论和建议，以确保桩基工程的安全和稳定性。
云浮至阳江高速公路罗定至阳春段（S02合同段）独桩独柱桥墩桩基桩土作用弹塑性仿真分析计算书设计部主任:计算: 日期:复核: 日期:项目负责人: 日期:审核: 日期:广东省公路勘察规划设计院有限公司2010年10月目录1.1模型及边界条件 (3)1.1.1 分析目标 (3)1.1.2 采用软件 (3)1.1.3 模型 (4)1.1.4 材料性质 (4)1.1.5 荷载 (4)1.1.6 单元选择 (4)1.1.7 边界条件 (5)1.2分析结果 (5)1.2.1 嵌岩深度2倍桩直径分析结果 (5)1.2.2 嵌岩深度3倍桩直径分析结果 (8)1.2.3 裸岩嵌岩深度3倍桩直径分析结果 (11)1.2.4 嵌岩深度4倍桩直径分析结果 (14)1.2.5 仅竖直力作用桩基分析结果 (17)1.3结论 (18)1.1模型及边界条件1.1.1分析目标本项目设计有大量独桩独柱墩，桩基承受轴向力同时承受巨大的弯矩；然而，灰岩地区岩石埋深浅或岩石裸露，如何确定桩基础经济合理及安全可靠的的嵌岩深度，保证桩土应力长期稳定及桩顶位移满足上部结构的使用要求并具有一定的超载能力，规范及相关文献未见其解。
分析的目标：考虑轴向和侧向加载下，研究不同嵌岩深度桩基附近岩土的塑性发展状态、桩周土及桩底土的应力状态、桩顶的位移，以确定桩基础经济及合理的嵌岩深度。
1.1.2采用软件采用FLAC 3D岩土力学有限元软件进行空间弹塑性仿真分析。
FLAC 3D美国Itasca咨询公司开发，作为世界范围内应用最广泛的通用岩土工程数值模拟软件，在全球138个国家应用于设计计算及科学研究，在国际岩土工程学术界及工业界得到广泛赞誉。
FLAC3D中的本构模型及其应用：1.1.3模型桩直径2.2 m，桩地面以上部分高10m,嵌岩深度分为2倍桩直径4.4 m，3倍桩直径6.6 m,4倍桩直径8.8 m。
第一层粉质粘土厚3m,第二层微风化灰岩1厚4 m，第三层微风化灰岩2厚8 m。
龙源期刊网 桩土相互作用的有限元模拟分析作者：华开成张显达来源：《科技探索》2013年第10期摘要：本文通过大型有限元软件对桩土相互作用的整体分析进行模拟研究分析，其结果表明：在竖直方向上（即沿桩的深度方向）随着深度的增大，竖向位移值是逐渐减小的；在桩底（沿水平方向上）Z向位移值在桩底最大向两边递减。
关键词：桩土作用 ADINA 模拟分析引言当轴向荷载逐步施加于单桩桩顶，桩身上部受到压缩产生相对于土的向下位移，与此同时桩侧表面就会受到土的向上摩阻力。
桩顶荷载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传递到桩周土层中去，致使桩身轴力和桩身压缩变形随深度递减。
在桩土相对位移等于零处，其摩阻力还未开始发挥作用而等于零。
随着荷载增加，桩身压缩量和位移量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来，桩底土层也受到压缩而产生桩端阻力。
因此可以认为土对桩的支撑力是由桩侧摩阻力和桩端摩阻力两部分组成。
桩端土层的压缩加大了桩土相对位移，从而使桩身摩阻力进一步发挥到极限值，而桩端极限阻力的发挥则需要比发生桩侧摩阻力大的多的位移值，这时总是桩侧摩阻力先充分出来。
当桩身摩阻力全部发挥出来达到极限后，若继续增加荷载，其荷载增量将全部由桩端阻力承担。
由于桩端持力层的大量压缩和塑性挤出，位移增长速度显著加大，直至桩端阻力达到极限，位移迅速增大而破坏。
此时桩所受的荷载就是桩的极限承载力。
1 ADINA分析结果图在竖直方向上（即沿桩的深度方向）随着深度的增大，竖向位移值是逐渐减小的；在桩底（沿水平方向上）Z向位移值在桩底最大向两边递减。
Y向位移在桩的两底角处达到最大，沿桩中心两侧对称分布，Z向压力也是关于桩的中心对称分布同时沿着对称轴向两边递减。
参考文献：[1]王晓谋，赵明华，李镜培.基础工程.人民交通出版社.[2]岳戈，陈权，等.ADINA应用基础与实例详解.人民交通出版社.。
水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析一、本文概述《水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析》这篇文章主要探讨了水平地震作用对桩—土—上部结构体系的影响，并详细分析了这一复杂系统在地震作用下的弹塑性动力相互作用。
本文旨在深入理解地震时桩—土—上部结构体系的动态行为，为工程实践提供理论依据和指导，以提高结构的抗震性能。
本文首先介绍了地震作用下桩—土—上部结构体系的研究背景和意义，阐述了国内外在该领域的研究现状和发展趋势。
接着，文章对桩—土—上部结构体系的弹塑性动力相互作用进行了理论分析，包括桩土相互作用、地震波的传播与散射、结构的动力响应等方面。
在理论分析的基础上，本文进行了数值模拟和实验研究。
通过建立合理的数值模型，模拟了不同地震波作用下的桩—土—上部结构体系的动态响应过程，得到了结构的地震反应特性和破坏模式。
同时，结合实验数据，验证了数值模拟的有效性，并对模拟结果进行了深入分析。
本文总结了地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用的研究成果，指出了现有研究的不足和未来研究方向。
文章强调了在实际工程中应考虑桩土相互作用的影响，合理设计抗震结构，以提高结构的整体抗震性能。
通过本文的研究，可以为工程师和科研人员提供有益的参考，推动桩—土—上部结构体系抗震设计方法的改进和完善，为保障人民生命财产安全和提高建筑行业的可持续发展水平做出贡献。
二、桩—土—上部结构相互作用的基本理论桩—土—上部结构的相互作用是一个复杂且关键的动力学问题，涉及到地震波传播、土壤动力学、结构动力学等多个领域。
在水平地震作用下，土壤对桩的约束和桩对土壤的支撑形成了相互作用力，这些力通过桩传递到上部结构，进而影响整个系统的动力响应。
桩—土相互作用的理论基础主要是基于土的动力学特性和桩土之间的接触关系。
土壤在地震作用下的行为受到其本身的物理特性（如密度、弹性模量、泊松比等）和动力特性（如阻尼比、剪切波速等）的影响。
基于abaqus的桩土相互作用分析桩土相互作用是土木工程中的重要研究领域，它关注的是桩与土壤之间的相互作用效应。
桩土相互作用分析对于确定桩基承载力和变形特性等参数具有重要的意义。
ABAQUS作为一个常用的有限元分析软件，可以用来进行桩土相互作用分析。
首先，进行桩土相互作用分析需要建立适当的有限元模型。
对于桩土相互作用的分析，一般需要包括桩身、土体和桩的相互作用界面等部分。
桩体可以是直桩、摩擦桩或末端摩擦桩等形式，土体可以是均质土或非均质土。
在建立有限元模型时，需要根据实际情况选择合适的单元类型和材料模型，以准确描述桩和土体的力学性质。
其次，进行桩土相互作用分析需要对桩土相互作用界面应用适当的边界条件。
桩与土体之间的相互作用主要是通过桩土界面传递负荷和变形。
在建立有限元模型时，需要对桩土界面施加适当的应力或位移边界条件，以模拟桩与土壤之间的相互作用过程。
然后，进行桩土相互作用分析需要定义合适的荷载和加载方式。
在实际工程中，桩往往要承受来自地震、风荷载、交通荷载等多种荷载的作用。
在进行桩土相互作用分析时，需要根据实际情况选择合适的荷载和加载方式，并将其应用于有限元模型中。
最后，进行桩土相互作用分析后需要对分析结果进行评估和解读。
ABAQUS可以输出桩的承载力、桩身和土体的变形等关键参数，通过对这些参数进行分析和解读，可以评估桩土相互作用的性能。
总之，基于ABAQUS的桩土相互作用分析可以通过建立合适的有限元模型、施加适当的边界条件、定义合理的荷载和加载方式，并对分析结果进行评估和解读，来分析桩土相互作用的行为和参数。
这对于土木工程中的桩基设计和施工具有重要意义。
第30卷 第1期 岩 土 工 程 学 报 Vol.30 No.1 2008年 1月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Jan., 2008 桩–土–桩相互作用影响的试验研究王 涛，刘金砺(中国建筑科学研究院，北京 100013)摘 要：通过大比例尺模型试验、工程实测结果与弹性理论解进行对比，指出弹性理论解夸大了桩–桩、桩–土、土–土相互作用影响，造成沉降计算值偏大和过高估计桩顶反力的不均匀性和筏底地基土反力的不均匀性。
据此，建议进行上部结构–基础–桩土共同作用的分析计算时，必须充分估计弹性理论解与真实值的差别，以工程实测和试验数据为基础对弹性理论解进行修正，方可获得较满意的计算结果。
关键词：桩–桩；桩–土；土–土；相互作用因子；弹性理论中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2008)01–0100–06作者简介：王 涛(1978–)，男，辽宁鞍山人，博士，主要从事桩基工程研究。
E-mail: taow715@。
Tests on influence of pile-soil-pile interactionWANG Tao, LIU Jin-li(China Academy of Building Research, Beijing 100013, China)Abstract: It was pointed out through large scale model tests and a comparison between the measured results and the theoretical solution of elasticity that the theoretical solution of elasticity exaggerated the influence of pile-pile, pile-soil, soil-soil interaction, and it led to the large predicted value of subsidence and overestimated the non-uniformity of the reaction on pile head and non-uniformity of the earth pressure on raft bottom. The difference between the theoretical solution of elasticity and the real value should be estimated in analysis of interaction of superstructure-foundation-soil, and the theorefical solution of elasticity should be revised based on the measured and model test results.Key words:pile-pile; pile-soil; soil-soil; interaction influence coefficient; elastic theory0 引 言目前，桩筏（箱）基础设计中，考虑上部结构、基础和桩土共同作用的分析还在不断探索中，现在普遍采用的有限元等数值计算手段当中，也大多基于弹性理论进行计算。
