混凝土樁的軸向和側(cè)向加載00

1、混凝土樁的軸向和側(cè)向加載8 - 18混凝土樁的軸向和側(cè)向加載8.1問題陳述單一的撓度反應(yīng)混凝土樁基礎(chǔ)計算加載在兩種軸向和橫向方向。首先受到樁100 kN的軸向載荷,然后樁的水平移動的最大位移4厘米。的關(guān)系軸向加載來確定樁的極限承載力,側(cè)向撓度曲線計算曲線。樁直徑0.6米,長5米,是嵌入在一個均勻粘土層。的地下水表面的深度5.5米?；炷翗逗屯恋男再|(zhì)總結(jié)在表8.1。表8.1混凝土樁基礎(chǔ)的粘土材料屬性混凝土樁土干密度2500 kg / m3 1230 kg / m3濕密度1550 kg / m3彈性:楊氏模量25.0 GPa 100.0 MPa泊松比0.20 - 0.30體積彈性模量13.9 GP

2、a 83.33 MPa剪切模量10.4 GPa 38.46 MPa強度屬性:凝聚力30 -0.0摩擦角8.2建模過程通過樁軸垂直平面是一個對稱面分析。的坐標(biāo)軸FLAC3D軟件模型位于樁的頂部的起源和z軸面向樁軸而上。模型網(wǎng)格如圖8.1所示。模型的頂部,在z = 0,一個免費的表面。模型的基礎(chǔ),在z = 8米,在z三個方向是固定的,和輥邊界對模型的側(cè)面,在x | | = 8米和y = 8米。樁的軸向承載力是一個函數(shù)的表面摩擦阻力沿樁身和結(jié)束在樁端承載力。皮膚的摩擦阻力是由把一個建模樁墻和粘土之間的接口。摩擦和凝聚力的屬性界面代表混凝土和粘土之間的摩擦阻力。對于這個示例,摩擦20角和凝聚力30 k

3、Pa被假定為接口的屬性。第二個界面被放置在樁頭和粘土。FLAC3D軟件2.1版本8 - 2示例應(yīng)用程序FLAC3D軟件2.10伊塔咨詢集團有限公司美國明尼阿波利斯、錳11918步模型視角15:01:16 Mon 2002年3月18日中心:X:0.000 + 000Y:3.344 + 000Z:-2.753 + 000旋轉(zhuǎn):X:20.000Y:0.000Z:0.000距離:4.824 e + 001雜志:1盎。:22.500軸LinestyleXYZ塊組粘土樁圖8.1應(yīng)用FLAC3D網(wǎng)格垂直和側(cè)向加載的混凝土樁粘土為了安裝接口,表示粘質(zhì)土壤的網(wǎng)格創(chuàng)建的接口附在歐元區(qū)面臨的邊界與樁(墻和小費)。一

4、堆網(wǎng)格分別創(chuàng)建,然后搬到接觸界面。圖8.2顯示了堆網(wǎng)格和樁前的粘土網(wǎng)格網(wǎng)格移動接觸接口。模型第一次帶到一個平衡應(yīng)力狀態(tài)下重力加載之前樁的安裝。創(chuàng)建一個水平水位在z = -5.5米,濕密度黏土被分配給下面的區(qū)域地下水位。下一階段的分析模型樁的安裝后進入平衡。安裝建模通過改變屬性的堆區(qū)域?qū)傩源泶碚惩敛牧匣炷翗恫牧?。垂直?yīng)力分布在平衡狀態(tài),包括的重量,圖8.3所示。FLAC3D軟件2.1版本混凝土樁的軸向和側(cè)向加載8 - 3FLAC3D軟件2.10伊塔咨詢集團有限公司美國明尼阿波利斯、錳設(shè)置:模型視角14:18:27 Mon 2002年3月18日中心:X:0.000 + 000Y:3.344

5、+ 000Z:-2.753 + 000旋轉(zhuǎn):X:20.000Y:0.000Z:0.000距離:4.824 e + 001雜志:1盎。:22.500素描Magfac = 0.000 e + 000Linestyle軸LinestyleXYZ圖8.2樁和粘土土網(wǎng)格FLAC3D軟件2.10伊塔咨詢集團有限公司美國明尼阿波利斯、錳11918步模型視角21:22:04 Mon 2002年3月18日中心:X:0.000 + 000Y:3.344 + 000Z:-2.753 + 000旋轉(zhuǎn):X:10.000Y:0.000Z:0.000距離:4.824 e + 001雜志:1盎。:22.500輪廓的SZZMa

6、gfac = 0.000 e + 000梯度計算-1.0684 e + 005 - -9.0000 e + 004-9.0000 e + 004 - -8.0000 e + 004-8.0000 e + 004 - -7.0000 e + 004-7.0000 e + 004 - -6.0000 e + 004-6.0000 e + 004 - -5.0000 e + 004-5.0000 e + 004 - -4.0000 e + 004-4.0000 e + 004 - -3.0000 e + 004-3.0000 e + 004 - -2.0000 e + 004-2.0000 e +

7、004 - -1.0000 e + 004-1.0000 e + 004 - 0.0000 e + 0000.0000 e + 000 - 7.8725 e + 000間隔= 1.0 e + 004軸LinestyleX YZ圖8.3輪廓垂直應(yīng)力的初始應(yīng)力狀態(tài),包括樁的重量FLAC3D軟件2.1版本8 - 4示例應(yīng)用程序這有助于分析知道的地址現(xiàn)頂部的促進加載樁和樁監(jiān)測響應(yīng)。一條魚函數(shù),找到添加,現(xiàn)用于發(fā)現(xiàn)這些地址并將它們存儲在一個鏈表,供以后使用。樁的極限承載力的計算采用垂直軸向方向速度的頂部。的速度是通過應(yīng)用“斜坡”即。的邊界條件是線性從零增加到所需的值。這是特別有用的這個問題,因為大的剛度

8、對比混凝土和粘土,產(chǎn)生一個大對比該模型的自然周期。成千上萬的步伐是必需的傳播通過模型加載,因為關(guān)鍵的步伐是控制的高混凝土的剛度。如果應(yīng)用速度突然,慣性效應(yīng)將占主導(dǎo)地位最初,讓它更加難以識別系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。魚斜坡函數(shù)用于速度應(yīng)用于樁頂現(xiàn)確認(rèn)的發(fā)現(xiàn)添加。魚函數(shù)z上計算樁的頂部軸向應(yīng)力和商店作為一個歷史的價值。陰謀的軸向壓力和軸向位移,樁頂部所示圖8.4速度的條件作為斜坡從0.0到108 30000多個步驟。注意,只有少量的振蕩是觀察到的最初反應(yīng)。結(jié)合阻尼是用于分析的這個階段,因為這種類型的阻尼有效地降低動能模型規(guī)定的負(fù)載條件。為應(yīng)用加載速度,速度的組件的大多數(shù)現(xiàn)不會改變的跡象。當(dāng)?shù)刈枘岵皇怯行У倪@

9、種情況因為mass-adjustment過程取決于速度sign-changes。(見部分1.1.2.7理論上和背景。)FLAC3D軟件2.10伊塔咨詢集團有限公司美國明尼阿波利斯、錳236918步21:37:39 Mon 2002年3月18日歷史0.2 0.4 0.6 0.8 0.4 1.2 1.4 1.6 0.6 2.0x10 30.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.1x10 64 zs_top(魚功能)Linestyle-1.795 e + 003 1.169 e + 006Vs。2牧師Z-Displacement全科醫(yī)生3726人1.955 e - 010

10、 2.191 e - 003圖8.4在樁頂軸向應(yīng)力和軸向位移FLAC3D軟件2.1版本混凝土樁的軸向和側(cè)向加載8 - 5圖8.4表明,樁的極限承載力約為1.1 MPa。的樁端軸承的極限容量是一個功能和皮膚(摩擦)摩擦阻力。為例子,如果接口凝聚力是設(shè)置為0,那么唯一的阻力是由樁提供小費,計算極限容量大約0.3 MPa。建議計算樁承載力進行比較,以確定適當(dāng)?shù)默F(xiàn)場試驗結(jié)果用于界面強度屬性的值。從最初的重力加載狀態(tài)分析重復(fù)計算響應(yīng)的100 kN的軸向載荷。這種加載可以通過應(yīng)用0.354 MPa的軸向應(yīng)力樁頂部。應(yīng)用壓力是3.1倍小于軸向極限能力。對于這個裝載時,樁頂向下移動0.32毫米。模型后帶到10

11、0 kN軸向加載平衡,樁頂然后感動橫向偏轉(zhuǎn)的4厘米。這是通過在樁應(yīng)用水平速度頂部。坡道載荷是不習(xí)慣在這個階段,因為加載的慣性影響小的方向。為了優(yōu)化數(shù)值模擬,伺服控制算法(魚函數(shù)伺服在使用“SERVO.FIS”)。樁頂?shù)乃俣仁菫榱司S持控制的不平衡力(上下)規(guī)定的范圍之內(nèi)。橫向force-deflection曲線對樁的頂部如圖8.5所示。橫向負(fù)載需要生產(chǎn)4厘米的偏轉(zhuǎn)是大約300 kN。樁的位移土的塑性狀態(tài)在這個階段是如圖8.6所示。FLAC3D軟件2.10伊塔咨詢集團有限公司美國明尼阿波利斯、錳862444步09:26:14星期五2002年3月29日歷史0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.

12、0 3.5 2.5x10 20.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.8x10 58 tot_reac牧師(魚符號)Linestyle0.000 e + 000 2.945 e + 005Vs。3726 X-Displacement全科醫(yī)生1.021 e - 009 4.045 e - 002圖8.5側(cè)向力與樁的側(cè)向位移FLAC3D軟件2.1版本8 - 6示例應(yīng)用程序FLAC3D軟件2.10伊塔咨詢集團有限公司美國明尼阿波利斯、錳862444步模型視角09:31:20星期五2002年3月29日中心:X:0.000 + 000Y:4.000 + 00

13、0Z:-3.950 + 000旋轉(zhuǎn):X:20.000Y:0.000Z:0.000距離:4.824 e + 001雜志:1.95盎。:22.500阻塞狀態(tài)沒有一個shear-n shear-pshear-n shear-p tension-pshear-n tension-n shear-p tension-pshear-pshear-p tension-ptension-n shear-p tension-ptension-n tension-ptension-p位移最大= 4.816 e - 002Linestyle圖8.6樁位移和塑性狀態(tài)的土壤在4厘米橫向偏轉(zhuǎn)一條魚創(chuàng)曲線(py文件”功能。

14、FIS”示例8.3)用于監(jiān)控土壤反應(yīng)樁的側(cè)向位移。創(chuàng)pressure-displacement曲線創(chuàng)建表關(guān)系(“py-curves”)在不同的位置沿樁。計算py-curves所示圖8.7。表1是樁的頂部和底部表11。橫向負(fù)載測試需要大約35小時在1.0 GHz Pentium III計算機所需的0.4厘米的撓度。長時間運行時剛度高對比的結(jié)果粘土和混凝土之間的材料。FLAC3D軟件2.1版本混凝土樁的軸向和側(cè)向加載8 - 7FLAC3D軟件2.10伊塔咨詢集團有限公司美國明尼阿波利斯、錳862444步09:37:31星期五2002年3月29日表-0.5 0.0 0.5 1.0 0.0 2.0 2

15、.5 3.0 0.5 4.0x10 2-3.5-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.5x10 51 z = 0.0Linestyle1.255 e + 002 1.011 e + 0052 z = -0.5Linestyle-7.037 e + 000 1.132 e + 0053 z = -1.0Linestyle-1.454 e + 002 1.417 e + 0054 z = -1.5Linestyle-3.411 e + 002 1.580 e + 0055 z = -2.0Linestyle-5.285 e + 002 1.614 e + 0056 z

16、 = -2.5Linestyle-8.085 e + 002 1.516 e + 0057 z = -3.0Linestyle-9.970 e + 002 1.245 e + 0058 z = -3.5Linestyle-4.677 e + 003 7.538 e + 0049 z = -4.0Linestyle-6.959 e + 004 7.489 e + 00010 z = -4.5Linestyle-1.392 e + 005 1.655 e + 00111 z = -5.0Linestyle-3.546 e + 005 3.211 e + 002圖8.7沿樁等距PY-curves上午

17、11點FLAC3D軟件2.1版本8 - 8示例應(yīng)用程序8.3數(shù)據(jù)文件的清單示例8.1 PILE.DAT,- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -;垂直和水平;樁在粘土加載;,- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -創(chuàng)區(qū)radcyl p0(0,0,0)p1(0,0)p2

18、(0,0,5)p3 0 0,8日&p4(8,0,5)p5(0、8、5)p6(8、8 0)第七(8、8、5)&p8(幾率),0,0)必須(抗性,0,0)p10(幾率),0,5)侯(0,幾率),5)&我們尺寸3 10 6 15比1 1 1 1.15創(chuàng)區(qū)radcyl p0(0,0,5)p1(8,0,5)p2(0,0,8)p3(0、8、5)&p4(8,0,8)p5(0、8、8)p6(8、8、5)第七(8、8、8)&p8(幾率),0,5)必須(0,幾率),5)p10(幾率),0,8)侯(0、圖表8)&我們尺寸3 6 6 15比1 1 1 1.15創(chuàng)區(qū)反映dd 270下降90組粘土;界面一臉汽缸end1范

19、圍(0,0,0)end2(0,0,-5.1)半徑。31日&汽缸end1(0,0,0)end2(0,0,-5.1)半徑。29日不接口2面缸end1范圍(0,0,-4.9)end2(0,0,-5.1)半徑。;創(chuàng)區(qū)共青團p0(0,0,6)p1(幾率),0,6)p2(0,0,1)p3(0、圖表6)&p4(幾率),0,1)p5(抗性,0,1)&尺寸3 10 6創(chuàng)區(qū)共青團p0(0,0,6.1)p1(幾率),0,6.1)p2(0,0,6)p3(抗性,0,6.1)&p4(幾率),0,6)p5(0、圖表6)&尺寸3 1 6創(chuàng)區(qū)反映dd 270下降90范圍z 1 6.1群樁范圍z 1 6.1ini z增加-6.0

20、范圍群樁保存pile_geom.sav;模型組粘土莫爾范圍支持批量8.333 e7剪切3.846 e7 coh 30000 fric 0組粘土范圍這個聯(lián)盟范圍群樁模型支持批量8.333 e7剪切3.846 e7范圍群樁接口1道具kn 1 e8 ks 1 e8 fric 20 coh 30000接口2道具kn 1 e8 ks 1 e8 fric 20 coh 30000;ini窩點1230范圍組粘土ini窩點1230組樁范圍模型空z范圍-0.1 - 0.15;FLAC3D軟件2.1版本混凝土樁的軸向和側(cè)向加載8 - 9修正z z范圍-8.1 - -7.9修正-8.1 x -8.1 x范圍修正7.

21、9 x 7.9 x范圍修復(fù)y y -范圍。1 1。修復(fù)y y范圍7.9 - 8.1設(shè)置格拉夫0 0 -10ini szz 0。研究生0 0 12300。范圍z -5.5 0。ini szz 17600研究生0 0 15500 z 8 -5.5ini sxx 0。研究生0 0 5271.4 z范圍-5.5 0。ini sxx研究生0 0 7542.86 6642.86 6642.86 z范圍8ini sxx添加31428.6研究生0 0 5714.3 5714.3 z范圍8ini syy 0。研究生0 0 5271.4 z范圍-5.5 0。ini syy研究生0 0 7542.86 6642.8

22、6 6642.86 z范圍8ini syy添加31428.6研究生0 0 5714.3 5714.3 z范圍8;水密度1000正常水位起源0,0,-5.5 0 0 1ini窩點1550 z范圍8 -5.5噓unbal;1.解決老鼠e-6保存pile0.sav;這個聯(lián)盟范圍群樁模型支持批量13.9 e9剪切10.4 e9范圍群樁ini窩點2500組樁范圍叫find_add.fis1.解決老鼠e-6保存pile1.sav;ini狀態(tài)0ini xdi 0 ydis 0 zdi 0;,監(jiān)控豎向荷載在樁帽def zs_top廣告= top_headzftot = 0.0循環(huán)而廣告#空gp_pnt = mem(廣告+ 1)zf = gp_zfunbal(gp_pnt)zftot = zftot + zf廣告= mem(廣告)endloopzs_top = zftot / 0.1414結(jié)束0.05修正z z范圍。15組樁FLAC3D軟件2.1版本8 - 10的例子應(yīng)用程序;def坡道while_stepping如果步驟 0.05新= get_mem(2)mem(新)= top_headmem(+ 1)= gp_pnttop_head =新endifgp_pnt = gp_next(gp_pnt)endloop結(jié)束find_addF