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摘要
矩形桩因自身几何形状不光滑,使得其在有限元分析时常出现应力奇异现象。使用倒圆角的方式对矩形桩尖角处进行光滑处理,可消除数值分析应力奇异现象,但倒圆角的尺寸对光滑处理后近似模型计算结果的可靠性存在一定影响。通过ANSYS建立单根矩形桩,分析了圆角尺寸对有限元计算结果真实性的影响程度。结果显示:当圆角尺寸R*<0.09时,结构整体位移计算结果可靠;当圆角尺寸R*<0.037时,结构整体应力计算结果可靠;最后模拟某一实际基坑开挖工程矩形桩支护变形,通过模拟结果与工程实际进行对比,验证了上述结果的准确性。工程计算中通过倒圆角可有效避免应力奇异引起的不收敛问题,同时选取合适的圆角尺寸,既能满足工程计算精度又能达到减少网格数量的目的。
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单位安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司; 中国科学院武汉岩土力学研究所; 岩土力学与工程国家重点实验室
