基于高性能有限单元的单桩稳定性分析法

作者：万建宏; 郑翔之; 欧阳苇航; 刘思威^*; 黎学优

来源：岩土力学, 2020, 41(08): 2805-2813.

DOI：10.16285/j.rsm.2019.1611

• 单桩
• 有限单元
• 土-结构相互作用
• 桩单元
• p-y曲线

现行的桩基设计方法主要基于线弹性理论及采用半经验假定,难以准确地检验长桩在土体非线性条件下的稳定性。基于非线性有限单元分析理论,提出了高性能桩单元分析法用于非线性分析,可直接检验单桩稳定性且无需假定桩的计算长度系数。在桩单元推导过程中,通过整合在单元内部的连续弹簧以考虑土-结构相互作用(SSI),能够大幅提升计算效率。使用牛顿-拉夫逊迭代法进行迭代运算,利用推导的相应单元切线刚度矩阵预测位移,并通过割线关系减少每一步迭代中产生的误差,在桩的大变形条件下采用更新拉格朗日法确定平衡条件。算例验证表明,桩单元模型在考虑土体非线性条件下,能高效、可靠地对单桩进行分析和设计。

• 单位
  土木工程学院; 中山大学