›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (S1): 201-205.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

砂土中等截面桩的上拔机制分析

刘文白1,刘兹胜2,周 健3   

  1. 1. 上海海事大学 海洋环境与工程学院,上海 201036;2. 中交上海港湾工程设计研究院有限公司,上海 200032; 3. 同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092.
  • 收稿日期:2009-05-03 出版日期:2009-08-10 发布日期:2011-03-16
  • 作者简介:刘文白,男,1955年生,博士,教授。主要从事土的工程性质、软基处理和基础工程方面的研究。
  • 基金资助:

    上海市教育委员会科研项目资助(No. 07ZZ99);重点学科建设项目(No. A290209002);浙江省科技计划面上项目(No. 2008C23023)

Analysis of uplift mechanism of uniform section piles in sandy soil

LIU Wen-bai 1, LIU Zi-sheng2, ZHOU Jian3   

  1. 1. Colleg [School] of Ocean Envionment and Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai 201036,China; 2. CCCC Shanghai Harbour Engineering Design and Research Institute Co. Ltd., Shanghai 200032, China; 3. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092,China
  • Received:2009-05-03 Online:2009-08-10 Published:2011-03-16

摘要:

桩的上拔承载性能的宏观力学现象与桩周土细观结构变化相关,应用细观力学的颗粒流(PFC2D)数值模拟方法对承受上拔荷载作用的桩基进行了分析,数值模拟了上拔荷载作用的桩及桩周土的细观力学特征,研究了桩侧摩阻力的分布、桩周土剪切带的形成过程,较好的再现了桩的荷载-位移关系的实验结果,并与宏观物理实物试验的位移实测结果作了对比分析。分析了土体中剪切带形成过程中的颗粒间的细观变化及其形成过程,当上拔荷载达到极限时,上拔桩的剪切带形成原因是密砂的应变软化效应;颗粒流数值模拟的颗粒接触力与实物物理试验桩侧摩阻力是同一的,数值模拟的荷载-位移曲线与实物物理试验的荷载-位移曲线一致;桩侧摩阻力、桩上拔过程中剪切带的形成过程、桩上拔荷载-位移关系与颗粒流数值模拟的颗粒分布、速度、接触力的细观参数的变化密切相关。桩承受荷载过程中土颗粒细观结构变化的颗粒流仿真,是关于细观力学特征与宏观力学响应的初步研究。

关键词: 桩, 上拔荷载, 颗粒流, 细观力学, 数值模拟, 渐进性破坏, 剪切带

Abstract:

The macro-mechanics phenomena of piles on uplift loading are closely related to the changes of its meso-mechanics. Piles on uplift loading are analysed with PFC2D (Particle Flow Code in 2 Dimensions) numerical simulation of meso-mechanics. PFC2D is used to simulate numerically the character of meso-mechanics on soil, to study the uplifting displacements of pile, the distribution and velocity of sand particle, the surface of rupture in soil and to compare with the results of material object tests. Not only did PFC preferably reproduce the relationship of uplift loading and displacement of pile experiment but also suitably simulate pile、s gradually progressive failure pattern. The changes in the meso-syructure and the forming process on the shear zone of soil body have been analyzed. The cause of forming uplift pile shear zone is strain softening effect of the dense sand. Particle contact force of PFC2D numerical simulation and pile side frictional resistance of physical tests are identical. The load-displacement curves are consistent with the results of numerical simulation and physical tests. It is closely related to pile side frictional resistance, the forming process of shear zone, the load-displacement and particles distribution, particles speed, particle contact force of PFC2D numerical simulation. Changes of soil particle meso-structure and displacement of piles of PFC2D numerical simulation are initial study of meso-mechanics character and macro-mechanics response.

Key words: pile, uplift loading, Particle Flow Code, meso-mechanics, numerical simulation, progressive gradually failure, shear band

中图分类号: 

  • TU473
[1] 黄宇华, 徐林荣, 周俊杰, 蔡雨, . 基于改进Terzarghi方法的桩网地基桩土应力计算[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 667-675.
[2] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[3] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[4] 吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构 地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[5] 邓涛, 林聪煜, 柳志鹏, 黄明, 陈文菁, . 大位移条件下水平受荷单桩的简明弹塑性计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 95-102.
[6] 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140.
[7] 孙红, 宋春雨, 滕慕薇, 葛修润. 加荷条件下软黏土的孔隙演化特征[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 141-146.
[8] 覃玉兰, 邹新军, 曹雄. 均质砂土中水平简谐荷载与扭矩联合 受荷单桩内力、位移分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 147-156.
[9] 孙来宾, 肖世国, . 抗滑桩受荷段前侧有限范围地层的 地基抗力系数取值方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 278-284.
[10] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[11] 郭院成, 李明宇, 张艳伟, . 预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 253-258.
[12] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[13] 秦伟, 戴国亮, 马李志, 裴铭海, 王磊, 朱光耀, 高博, . 珊瑚礁地层中PHC桩原位静载试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 381-389.
[14] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[15] 叶观宝, 郑文强, 张 振, . 大面积填土场地中摩擦型桩负摩阻力分布特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 440-448.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[2] 王观石,李长洪,陈保君,李世海. 应力波在非线性结构面介质中的传播规律[J]. , 2009, 30(12): 3747 -3752 .
[3] 王朝阳,许 强,倪万魁. 原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究[J]. , 2010, 31(2): 387 -391 .
[4] 邓 琴,郭明伟,李春光,葛修润. 基于边界元法的边坡矢量和稳定分析[J]. , 2010, 31(6): 1971 -1976 .
[5] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[6] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[7] 刘 嘉,王 栋. 正常固结黏土中平板锚基础的吸力和抗拉力[J]. , 2009, 30(3): 735 -740 .
[8] 徐维生,柴军瑞,陈兴周,孙旭曙. 岩体裂隙网络非线性非立方渗流研究与应用[J]. , 2009, 30(S1): 53 -57 .
[9] 赵尚毅,郑颖人,李安洪,邱文平,唐晓松,徐 俊. 多排埋入式抗滑桩在武隆县政府滑坡中的应用[J]. , 2009, 30(S1): 160 -164 .
[10] 刘振平,贺怀建,朱发华. 基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究[J]. , 2009, 30(S1): 260 -266 .