›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S2): 366-372.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

砂土中单桩竖向抗压承载机制的离散元分析

蒋明镜1,肖 俞1,陈双林2,胡海军1,吴晓峰1   

  1. 1. 同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092;2. 中国水电顾问集团 华东勘测设计院,杭州 310014
  • 收稿日期:2010-07-30 出版日期:2010-12-10 发布日期:2011-01-12
  • 作者简介:蒋明镜,男,1965生,教授,博士生导师,同济大学特聘教授,日本学术振兴会(JSPS)外籍研究员,主要从事天然结构性黏土、砂土、非饱和土的宏、微观试验、本构模型和数值分析方面的研究以及土体渐进破坏分析,并从事相关的教学工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 10972158)

Discrete element analysis of bearing mechanism of single pile in sand under vertical load

JIANG Ming-jing1, XIAO Yu1, CHEN Shuang-lin2, HU Hai-jun1, WU Xiao-feng1   

  1. 1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. East China Investigation and Design Institute, China Hydropower Engineering Consulting Group Corporation, Hangzhou 310014, China
  • Received:2010-07-30 Online:2010-12-10 Published:2011-01-12

摘要:

将单桩视为平面问题,采用二维离散单元法分析了砂土中单桩竖向抗压承载机制。首先利用离散元模拟地基的形成、挖孔灌注桩的成桩过程以及地基土的双轴压缩试验;然后通过离散元模拟单桩竖向抗压静载试验,分析其承载机制。结果表明:随着桩的沉降增大,桩端阻力一直增大,桩侧摩阻力先增大后达到稳定值;单位桩长侧摩阻力从桩顶到桩端呈非线性增长趋势;当荷载达到桩的极限承载力时,桩端发生刺入破坏,导致桩侧与桩端附近土体的转动场梯度、应力场梯度增大,主应力发生大角度旋转。

关键词: 挖孔灌注桩, 承载机制, 离散元法

Abstract:

A study of the bearing mechanism of single pile in sand under vertical load is presented based on two dimensional discrete element method (DEM) by regarding single pile as a plane problem. Firstly, DEM simulations of formations of ground and boring cast-in-place pile are made; as well as the biaxial compression tests on the ground soil are taken. Secondly,DEM simulation of the static load test of single pile is carried out to study its bearing mechanism. The numerical results by DEM show that: the tip resistance increases straight as the settlement of pile increasing; while the shaft resistance inceases at first and then reaches a constant value; the shaft resistance of unit pile length increases unlinearly from top to tip of the pile; when the load reaches the ultimate bearing capacity of the pile, the pile tip penetrates into soil; this penetration leads to high gradients of rotation field and stress field around the pile and the soils near the pile, as well as the large rotation of principal stress.

Key words: boring cast-in-place pile, bearing mechanism, discrete element method

中图分类号: 

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