双层地基中纺锤形桩靴基础贯入阻力及机理分析

采用基于耦合欧拉—拉格朗日算法的三维大变形有限元方法对于上硬下软黏土地基及上砂下黏双层地基上纺锤形桩靴的贯入过程进行了数值模拟.在有限元软件ABAQUS平台上进行二次开发,将黏土不排水抗剪强度软化经验规律与基于Tresca屈服准则的理想弹塑性模型相结合,从而可以比较合理地考虑黏土渐进软化特性对于桩靴贯入机制的影响.进而系统地探讨了上层土厚度与桩靴直径之比、砂土层内摩擦角、黏土层不排水抗剪强度及其应变软化参数等对于桩靴贯入阻力曲线的影响,揭示了不同情况下穿透现象发生时的土体变形机理.计算结果表明:上层土厚度与桩靴直径之比对于贯入阻力曲线具有很大影响,上层黏土硬壳层的强度软化特性会降低桩靴贯入过程中发生穿透破坏的可能性.随着贯入深度的增大,上砂下黏地基中,桩靴基础上部形成了漏斗状陷坑,而上硬下软黏土地基中则形成了一个倒置的无底啤酒瓶状陷坑.