不同水位下钢板桩围堰工作性状有限元分析

为探讨钢板桩围堰体系工作特性,通过建立双排钢板桩围堰体系弹塑性有限元数值模型,采用基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构模型考虑土石物的弹塑性性质,采用罚函数接触算法描述界面接触特性,针对不同水位下钢板桩围堰在加载过程中呈现的受力变形特征进行了分析与讨论。计算分析表明:在高水位时外侧钢板桩承受被动土压力,而在低水位时外侧钢板桩承受主动土压力。在极端高、低水位情况下,围堰土石体系均在拉杆内侧端部附近区域存在明显的塑性区,在极端低水位下拉杆外侧端部土石体系附近区域也存在明显塑性区。围堰外水位越低,围堰外侧钢板桩承受的主动土压力越大,外侧钢板桩的正向侧向变形亦越明显,拉杆和钢板桩强度特性发挥的越充分。因此,随着围堰外水位标高增加,拉杆截面正应力变化率呈现逐渐衰减变化特征。

水平地震力作用下钢板桩围堰体系动力响应数值分析

目的针对水平地震力作用下钢板桩围堰体系的动力受力变形特性分别进行振型分解反应谱分析和动力时程分析,并将计算结果加以比较,为工程设计与实践提供参考依据.方法通过建立双排钢板桩围堰体系动力有限元数值模型,采用Lanczos特征值法提取围堰体系自然频率与振型,利用Newmark逐步积分方法求解考虑几何非线性的动力平衡方程.结果双排钢板桩围堰体系振动固有周期较小,围堰体系正向平动刚度较负向平动刚度要小;在水平地震力作用下,围堰体系地震水平位移响应在围堰上部靠近外侧区域最为显著;外侧钢板桩受力变形响应较内侧钢板桩更为显著.结论内、外侧钢板桩水平位移分布均随着高度的增大而增大.相反的,内、外侧钢板桩广义剪应力分布均随着高度的增大而减小.

带垫层桩体复合地基工作性状参数化数值分析

为深化针对复合地基计算理论和设计方法的研究,通过建立带垫层桩体复合地基弹塑性有限元数值模型,采用基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构模型描述地基土的弹塑性本构关系,采用接触对算法描述桩-土界面非连续接触特性,采用无限单元边界模拟半空间地基特征,通过改变垫层刚度、筏板厚度和桩基刚度进行变参数化分析,探讨了复合地基体系中垫层、筏板及桩基三部分对整体受力变形特性的影响,从而更全面和深入地揭示了复合地基体系的工作性能和承载机制,更好地为工程设计与实践提供现实指导与参考。