筋箍碎石桩承载机制的三维离散-连续介质耦合数值模拟

筋箍碎石桩的承载机制由于涉及碎石-土工格栅-土体之间的相互作用而十分复杂。基于三维离散-连续介质耦合计算模式提出一种筋箍碎石桩的数值建模方法。该方法基于离散单元法建立考虑碎石颗粒真实几何形态的桩体模型,采用弹性膜单元模拟双向拉伸土工格栅。通过对比室内模型试验获得的筋箍碎石桩荷载-沉降曲线及桩体变形特征验证该方法的正确性。采用该方法模拟不同包裹长度下筋箍碎石桩单桩承载变形直至破坏失效的全过程,并结合数值模拟揭示的土体、筋材受力变形结果以及碎石桩颗粒力链网络结构,从细观尺度讨论碎石-土工格栅-土体的相互作用规律,从而揭示筋箍碎石桩的承载机理和破坏特征。建立的离散-连续介质耦合数值既克服了连续介质数值模型难以准确反映碎石集料与筋材土体细观相互作用的缺点,又较离散单元法数值模型在参数标定和计算效率上具有优势,能够为筋箍碎石桩复合地基的承载变形规律等相关研究提供一种数值模拟思路。