方形平板锚抗拉承载力的大变形有限元分析

›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (8): 2081-2086.

方形平板锚抗拉承载力的大变形有限元分析

王栋^1，2，胡玉霞²

1. 大连理工大学土木水利学院及海岸和近海工程国家重点实验室，大连 116024；2. 科廷理工大学澳大利亚，珀斯 WA6845

收稿日期:2007-03-12 出版日期:2008-08-11 发布日期:2013-08-02
作者简介:王栋，男，1975年生，博士，讲师，主要从事海洋地基基础与岩土工程数值分析方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（No.50309001）；Discovery Grant from Australian Research Council（No.DP0344019）

Large deformation finite element analyses of uplift capacity of square plate anchors

WANG Dong^{1, 2}, HU Yu-xia²

1. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China; 2. Curtin University of Technology, Perth WA6845, Australia

Received:2007-03-12 Online:2008-08-11 Published:2013-08-02

摘要/Abstract

摘要： 基于网格重分和改进的REP应力恢复技术，建立了三维大变形有限元方法研究拉力作用下方形平板锚与黏性土地基的相互作用。与常规的小变形有限元不同，大变形分析能够完整模拟平板锚的上拔过程，如果平板锚底面与土体始终保持接触，三维大变形计算得到的方板与圆板抗拉力相差很小；在无重土中的平板在加载初始即与土体脱离时，方板的承载力略低于圆板。大变形分析给出的立即脱离承载力系数与模型试验数据基本吻合，而小变形有限元与下限分析忽略了方形平板锚的长距离上拔过程对其抗拉力的影响，可能高估深锚的承载力。改进估计方形平板锚抗拉承载力的简化方法，方便于工程应用。

关键词: 大变形, 海洋基础, 平板锚, 有限元, 承载力

Abstract: Based on the mesh regeneration and stress recovery of modified REP technique, a three dimensional large deformation finite element (FE) approach is presented to study the interaction between the cohesive soil and square plate anchors subjected to the pulling-up force. Different from traditional small-strain FE methods, large deformation analyses can simulate anchors’ pulling out process completely. If the soil beneath the anchor is always attached to the anchor base, the uplift capacities of square anchors are found to be very close to that of circular anchors. Once an anchor in the weightless soil is pulled up, the anchor base separates with soil immediately. In such case, large deformation analyses show the breakout capacity factor of square anchors is slightly lower than circular anchors. The breakout factors from large deformation analyses agree well with model test data. Both the small strain FE and lower bound theorem neglect the effect of anchor’s large displacement on the uplift resistance, tending to overestimate the capacity of deep anchors. A simplified method is developed to estimate the uplift capacity of square anchors for industrial applications.

Key words: large deformation, offshore foundation, plate anchor, finite elements, bearing capacity

中图分类号:

TU 470

王栋，胡玉霞 . 方形平板锚抗拉承载力的大变形有限元分析[J]. , 2008, 29(8): 2081-2086.

WANG Dong , HU Yu-xia . Large deformation finite element analyses of uplift capacity of square plate anchors[J]. , 2008, 29(8): 2081-2086.

参考文献

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[1]	王翔南, 李全明, 于玉贞, 喻葭临, 吕禾, . 基于扩展有限元法对土体滑坡破坏过程的模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2435-2442.
[2]	蒲诃夫, 宋丁豹, 郑俊杰, 周洋, 闫婧, 李展毅. 饱和软土大变形非线性自重固结模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1683-1692.
[3]	李书兆, 王忠畅, 贾旭, 贺林林, . 软黏土中张紧式吸力锚循环承载力简化计算方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1704-1712.
[4]	周小文, 程力, 周密, 王齐, . 离心机中球形贯入仪贯入黏土特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1713-1720.
[5]	吴顺川, 马骏, 程业, 成子桥, 李建宇, . 平台巴西圆盘研究综述及三维启裂点研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1239-1247.
[6]	魏星, 张昭, 王刚, 张建民, . 饱和砂土液化后大变形机制的离散元细观分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1596-1602.
[7]	梅慧浩, 冷伍明, 聂如松, 刘文劼, 伍晓伟, . 重载铁路路基面动应力峰值随机分布特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1603-1613.
[8]	邱敏, 袁青, 李长俊, 肖超超, . 基于孔穴扩张理论的黏土不排水抗剪强度计算方法对比研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1059-1066.
[9]	王宇飞, 刘润. 砂土中浅埋管道在竖向−水平荷载空间的承载力包络线研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1129-1139.
[10]	郑安兴, 罗先启, 陈振华, . 基于扩展有限元法的岩体水力劈裂耦合模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 799-808.
[11]	王之东, 黎立云, 陈滔, 刘兵权, . 矿柱岩爆模型试验中能量释放研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 177-185.
[12]	崔光耀, 祁家所, 王明胜, . 片理化玄武岩隧道围岩大变形控制现场试验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 231-237.
[13]	王忠瑾, 方鹏飞, 谢新宇, 王奎华, 王文军, 李金柱, . 带肋竹节桩竖向抗压承载力影响因素分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 381-388.
[14]	周雄雄, 迟世春, 贾宇峰, 谢芸菲, . 高土石坝填筑过程的精细化模拟方法[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 443-450.
[15]	熊晓荣，汤华，廖明进，尹小涛，王东英, . 隧道锚“楔形效应”的室内模型试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 181-190.

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