岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (7): 1995-2003.doi: 10.16285/j.rsm.2020.1763
赵海鹏1,黎学优1, 2,万建宏1,郑翔之1,刘思威3
ZHAO Hai-peng1, LI Xue-you1, 2, WAN Jian-hong1, ZHENG Xiang-zhi1, LIU Si-wei3
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。
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