基于三维离散-连续耦合方法的分层介质中桩端剌入数值模拟

作者：周健; 黄金; 张姣; 郭建军; 王连欣

来源：岩石力学与工程学报, 2012, 31(12).

DOI：10.3969/j.issn.1000-6915.2012.12.021

• 桩基础
• 离散-连续耦合
• 细观力学
• 分层介质
• 桩端刺入

使用离散-连续耦合的方法模拟分层介质中桩端的刺入过程,即在桩端刺入影响较大的区域采用离散元模拟,在离桩较远的区域采用连续单元模拟,开发FLAC3D和PFC3D的结合模块,通过交界处离散颗粒与连续单元的相互接触位移作用实现耦合.通过与有关的数值模拟和离心机试验比较可知,离散-连续耦合方法能高效且合理地模拟分层介质中桩端的刺入过程.研究表明分层介质中桩端刺入存在桩端阻力极限值,上覆软弱层对极限桩端阻的大小的影响效果不明显,但上覆软弱层的存在使得分层介质中桩端阻力达到极限值所需刺入深度远小于纯砂中.综合分析桩端土体宏细观参数的变化规律可得:(1)与桩端接触的土体被逐渐压密,与桩端连成整体,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主；(2)与桩侧接触的土体颗粒,沿刺入方向发生滑动,颗粒基本不旋转,以竖向位移为主；(3)稍远区域的颗粒受剪胀作用影响剧烈旋转,以斜向下挤扩运动为主.

• 单位
  上海城市管理职业技术学院; 同济大学