混凝土桩的轴向和侧向加载00.docx
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混凝土桩的轴向和侧向加载00
混凝土桩的轴向和侧向加载8-1
8混凝土桩的轴向和侧向加载
8.1问题陈述
单一的挠度反应混凝土桩基础计算加载在两种
轴向和横向方向。
首先受到桩100kN的轴向载荷,然后
桩的水平移动的最大位移4厘米。
的关系
轴向加载来确定桩的极限承载力,侧向挠度曲线
计算曲线。
桩直径0.6米,长5米,是嵌入在一个均匀粘土层。
的
地下水表面的深度5.5米。
混凝土桩和土的性质
总结在表8.1。
表8.1混凝土桩基础的粘土材料属性
混凝土桩土
干密度2500kg/m31230kg/m3
湿密度1550kg/m3
弹性:
杨氏模量25.0GPa100.0MPa
泊松比0.20-0.30
体积弹性模量13.9GPa83.33MPa
剪切模量10.4GPa38.46MPa
强度属性:
凝聚力30-
0.0摩擦角
8.2建模过程
通过桩轴垂直平面是一个对称面分析。
的坐标轴
FLAC3D软件模型位于桩的顶部的起源和z轴面向
桩轴而上。
模型网格如图8.1所示。
模型的顶部,在z=0,
一个免费的表面。
模型的基础,在z=8米,在z三个方向是固定的,和辊边界
对模型的侧面,在x||=8米和y=8米。
桩的轴向承载力是一个函数的表面摩擦阻力沿桩身
和结束在桩端承载力。
皮肤的摩擦阻力是由把一个建模
桩墙和粘土之间的接口。
摩擦和凝聚力的属性界面
代表混凝土和粘土之间的摩擦阻力。
对于这个示例,摩擦
20◦角和凝聚力30kPa被假定为接口的属性。
第二个界面
被放置在桩头和粘土。
FLAC3D软件2.1版本
8-2示例应用程序
FLAC3D软件2.10
伊塔咨询集团有限公司
美国明尼阿波利斯、锰
11918步模型视角
15:
01:
16Mon2002年3月18日
中心:
X:
0.000+000
Y:
3.344+000
Z:
-2.753+000
旋转:
X:
20.000
Y:
0.000
Z:
0.000
距离:
4.824e+001杂志:
1
盎。
:
22.500
轴
Linestyle
X
Y
Z块组
粘土
桩
图8.1应用FLAC3D网格垂直和侧向加载的混凝土桩
粘土
为了安装接口,表示粘质土壤的网格创建的接口
附在欧元区面临的边界与桩（墙和小费）。
一堆网格
分别创建,然后搬到接触界面。
图8.2显示了堆网格
和桩前的粘土网格网格移动接触接口。
模型第一次带到一个平衡应力状态下重力加载之前
桩的安装。
创建一个水平水位在z=-5.5米,湿密度
黏土被分配给下面的区域地下水位。
下一阶段的分析模型
桩的安装后进入平衡。
安装建模通过改变
属性的堆区域属性代表代表粘土材料
混凝土桩材料。
垂直应力分布在平衡状态,包括
的重量,图8.3所示。
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混凝土桩的轴向和侧向加载8-3
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设置:
模型视角
14:
18:
27Mon2002年3月18日
中心:
X:
0.000+000
Y:
3.344+000
Z:
-2.753+000
旋转:
X:
20.000
Y:
0.000
Z:
0.000
距离:
4.824e+001杂志:
1
盎。
:
22.500
素描
Magfac=0.000e+000
Linestyle
轴
Linestyle
X
Y
Z
图8.2桩和粘土土网格
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11918步模型视角
21:
22:
04Mon2002年3月18日
中心:
X:
0.000+000
Y:
3.344+000
Z:
-2.753+000
旋转:
X:
10.000
Y:
0.000
Z:
0.000
距离:
4.824e+001杂志:
1
盎。
:
22.500
轮廓的SZZ
Magfac=0.000e+000
梯度计算
-1.0684e+005--9.0000e+004
-9.0000e+004--8.0000e+004
-8.0000e+004--7.0000e+004
-7.0000e+004--6.0000e+004
-6.0000e+004--5.0000e+004
-5.0000e+004--4.0000e+004
-4.0000e+004--3.0000e+004
-3.0000e+004--2.0000e+004
-2.0000e+004--1.0000e+004
-1.0000e+004-0.0000e+000
0.0000e+000-7.8725e+000
间隔=1.0e+004
轴
Linestyle
XY
Z
图8.3轮廓垂直应力的初始应力状态,包括
桩的重量
FLAC3D软件2.1版本
8-4示例应用程序
这有助于分析知道的地址现顶部的促进
加载桩和桩监测响应。
一条鱼函数,找到添加,
现用于发现这些地址并将它们存储在一个链表,供以后使用。
桩的极限承载力的计算采用垂直轴向方向
速度的顶部。
的速度是通过应用“斜坡”——即。
的边界
条件是线性从零增加到所需的值。
这是特别有用的
这个问题,因为大的刚度对比混凝土和粘土,
产生一个大对比该模型的自然周期。
成千上万的步伐是必需的
传播通过模型加载,因为关键的步伐是控制的高
混凝土的刚度。
如果应用速度突然,惯性效应将占主导地位
最初,让它更加难以识别系统的稳态响应。
鱼斜坡函数用于速度应用于桩顶现确认的
发现添加。
鱼函数z上计算桩的顶部轴向应力和商店
作为一个历史的价值。
阴谋的轴向压力和轴向位移,桩顶部所示
图8.4速度的条件作为斜坡从0.0到10−830000多个步骤。
注意,只有少量的振荡是观察到的最初反应。
结合阻尼是用于分析的这个阶段,因为这种类型的阻尼
有效地降低动能模型规定的负载条件。
为
应用加载速度,速度的组件的大多数现不会改变的迹象。
当地阻尼不是有效的这种情况因为mass-adjustment过程取决于
速度sign-changes。
（见部分1.1.2.7理论上和背景。
）
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236918步
21:
37:
39Mon2002年3月18日
历史
0.20.40.60.80.41.21.41.60.62.0
x10^3
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
x10^6
4zs_top（鱼功能）
Linestyle
-1.795e+003<->1.169e+006
Vs。
2牧师Z-Displacement全科医生3726人
1.955e-010<->2.191e-003
图8.4在桩顶轴向应力和轴向位移
FLAC3D软件2.1版本
混凝土桩的轴向和侧向加载8-5
图8.4表明,桩的极限承载力约为1.1MPa。
的
桩端轴承的极限容量是一个功能和皮肤（摩擦）摩擦阻力。
为
例子,如果接口凝聚力是设置为0,那么唯一的阻力是由桩提供
小费,计算极限容量大约0.3MPa。
建议
计算桩承载力进行比较,以确定适当的现场试验结果
用于界面强度属性的值。
从最初的重力加载状态分析重复计算响应的
100kN的轴向载荷。
这种加载可以通过应用0.354MPa的轴向应力
桩顶部。
应用压力是3.1倍小于轴向极限能力。
对于这个
装载时,桩顶向下移动0.32毫米。
模型后带到100kN轴向加载平衡,桩顶然后感动
横向偏转的4厘米。
这是通过在桩应用水平速度
顶部。
坡道载荷是不习惯在这个阶段,因为加载的惯性影响小
的方向。
为了优化数值模拟,伺服控制算法（鱼函数
伺服在使用“SERVO.FIS”）。
桩顶的速度是为了维持控制的
不平衡力（上下）规定的范围之内。
横向force-deflection曲线对桩的顶部如图8.5所示。
横向负载
需要生产4厘米的偏转是大约300kN。
桩的位移
土的塑性状态在这个阶段是如图8.6所示。
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862444步
09:
26:
14星期五2002年3月29日
历史
0.51.01.52.02.53.03.52.5
x10^2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
x10^5
8tot_reac牧师（鱼符号）
Linestyle
0.000e+000<->2.945e+005
Vs。
3726X-Displacement全科医生
1.021e-009<->4.045e-002
图8.5侧向力与桩的侧向位移
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8-6示例应用程序
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862444步模型视角
09:
31:
20星期五2002年3月29日
中心:
X:
0.000+000
Y:
4.000+000
Z:
-3.950+000
旋转:
X:
20.000
Y:
0.000
Z:
0.000
距离:
4.824e+001杂志:
1.95
盎。
:
22.500
阻塞状态
没有一个
shear-nshear-p
shear-nshear-ptension-p
shear-ntension-nshear-ptension-p
shear-p
shear-ptension-p
tension-nshear-ptension-p
tension-ntension-p
tension-p
位移
最大=4.816e-002
Linestyle
图8.6桩位移和塑性状态的土壤在4厘米横向偏转
一条鱼创曲线（py文件”功能。
FIS”示例8.3）用于监控土壤反应
桩的侧向位移。
创pressure-displacement曲线创建表
关系（“py-curves”）在不同的位置沿桩。
计算py-curves所示
图8.7。
表1是桩的顶部和底部表11。
横向负载测试需要大约35小时在1.0GHzPentiumIII计算机
所需的0.4厘米的挠度。
长时间运行时刚度高对比的结果
粘土和混凝土之间的材料。
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混凝土桩的轴向和侧向加载8-7
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862444步
09:
37:
31星期五2002年3月29日
表
-0.50.00.51.00.02.02.53.00.54.0
x10^2
-3.5
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
x10^5
1z=0.0
Linestyle
1.255e+002<->1.011e+005
2z=-0.5
Linestyle
-7.037e+000<->1.132e+005
3z=-1.0
Linestyle
-1.454e+002<->1.417e+005
4z=-1.5
Linestyle
-3.411e+002<->1.580e+005
5z=-2.0
Linestyle
-5.285e+002<->1.614e+005
6z=-2.5
Linestyle
-8.085e+002<->1.516e+005
7z=-3.0
Linestyle
-9.970e+002<->1.245e+005
8z=-3.5
Linestyle
-4.677e+003<->7.538e+004
9z=-4.0
Linestyle
-6.959e+004<->7.489e+000
10z=-4.5
Linestyle
-1.392e+005<->1.655e+001
11z=-5.0
Linestyle
-3.546e+005<->3.211e+002
图8.7沿桩等距PY-curves上午11点
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8-8示例应用程序
8.3数据文件的清单
示例8.1PILE.DAT
----------------------------------------------------
;
垂直和水平;桩在粘土加载
;
----------------------------------------------------
创区radcylp0（0,0,0）p1（0,0）p2（0,0,5）p300,8日&
p4（8,0,5）p5（0、8、5）p6（8、80）第七（8、8、5）&
p8（几率）,0,0）必须（抗性,0,0）p10（几率）,0,5）侯（0,几率）,5）&我们
尺寸310615比1111.15
创区radcylp0（0,0,5）p1（8,0,5）p2（0,0,8）p3（0、8、5）&
p4（8,0,8）p5（0、8、8）p6（8、8、5）第七（8、8、8）&
p8（几率）,0,5）必须（0,几率）,5）p10（几率）,0,8）侯（0、图表8）&我们
尺寸36615比1111.15
创区反映dd270下降90
组粘土
;
界面一脸汽缸end1范围（0,0,0）end2（0,0,-5.1）半径。
31日&
汽缸end1（0,0,0）end2（0,0,-5.1）半径。
29日不
接口2面缸end1范围（0,0,-4.9）end2（0,0,-5.1）半径。
;
创区共青团p0（0,0,6）p1（几率）,0,6）p2（0,0,1）p3（0、图表6）&
p4（几率）,0,1）p5（抗性,0,1）&
尺寸3106
创区共青团p0（0,0,6.1）p1（几率）,0,6.1）p2（0,0,6）p3（抗性,0,6.1）&
p4（几率）,0,6）p5（0、图表6）&
尺寸316
创区反映dd270下降90范围z16.1
群桩范围z16.1
iniz增加-6.0范围群桩
保存pile_geom.sav
;
模型组粘土莫尔范围
支持批量8.333e7剪切3.846e7coh30000fric0组粘土范围
这个联盟范围群桩模型
支持批量8.333e7剪切3.846e7范围群桩
接口1道具kn1e8ks1e8fric20coh30000
接口2道具kn1e8ks1e8fric20coh30000
;
ini窝点1230范围组粘土
ini窝点1230组桩范围
模型空z范围-0.1-0.15
;
FLAC3D软件2.1版本
混凝土桩的轴向和侧向加载8-9
修正zz范围-8.1--7.9
修正-8.1x-8.1x范围
修正7.9x7.9x范围
修复yy-范围。
11。
修复yy范围7.9-8.1
设置格拉夫00-10
iniszz0。
研究生0012300。
范围z-5.50。
iniszz17600研究生0015500z8-5.5
inisxx0。
研究生005271.4z范围-5.50。
inisxx研究生007542.866642.866642.86z范围8
inisxx添加31428.6研究生005714.35714.3z范围8
inisyy0。
研究生005271.4z范围-5.50。
inisyy研究生007542.866642.866642.86z范围8
inisyy添加31428.6研究生005714.35714.3z范围8
;
水密度1000
正常水位起源0,0,-5.5001
ini窝点1550z范围8-5.5
嘘unbal
;
1.解决老鼠e-6
保存pile0.sav
;
这个联盟范围群桩模型
支持批量13.9e9剪切10.4e9范围群桩
ini窝点2500组桩范围
叫find_add.fis
1.解决老鼠e-6
保存pile1.sav
;
ini状态0
inixdi0ydis0zdi0
;
监控竖向荷载在桩帽
defzs_top
广告=top_head
zftot=0.0
循环而广告#空
gp_pnt=mem（广告+1）
zf=gp_zfunbal（gp_pnt）
zftot=zftot+zf
广告=mem（广告）
endloop
zs_top=zftot/0.1414
结束
0.05修正zz范围。
15组桩
FLAC3D软件2.1版本
8-10的例子应用程序
;
def坡道
while_stepping
如果步骤udapp=浮子（步骤）*udmax/浮动（ncut）
其他的
udapp=udmax
endif
广告=top_head
循环而广告#空
gp_pnt=mem（广告+1）
gp_zvel（gp_pnt）=udapp
广告=mem（广告）
endloop
结束
;
嘘gpzdi0,0,0
嘘gpzvel0,0,0
嘘zs_top
嘘带szz0,0,1。
;
集机械湿梳
设置udmax=1e-8ncut30000
225000步
保存pile2.sav
;
其他pile1.sav
;
-0.354应用szze6z范围。
05。
15组桩
ini状态0
inixdi0.0ydis0.0zdi0.0
;
嘘unbal
嘘gpzdi0,0,0
嘘gpzdi0、05
;
1.解决老鼠e-6
保存pilef2.sav
inixdi0.0ydis0.0zdi0.0
;
监控水平荷载沿桩身
defxf_p1
广告=top_head
xftot=0.0
循环而广告#空
gp_pnt=mem（广告+1）
FLAC3D软件2.1版本
混凝土桩的轴向和侧向加载8-11
xf=gp_xfunbal（gp_pnt）
xftot=xftot+xf
广告=mem（广告）
endloop
xf_p1=xftot
结束
叫p-y.fis
叫servo.fis
第1集vel_min5e-8vel_maxe-6unb_min10unb_max50horapp5e-8
修正0.05x范围z。
15组桩
;
嘘gpxdi0,0,0
嘘gpxvel0,0,0
嘘horapp
嘘tot_reac
嘘xf_p1
;
832600步
保存pile2h.sav
受潮湿腐烂
示例8.2找到ADD.FIS
在桩帽;找到现
;
deffind_add
top_head=null
gp_pnt=gp_head
循环而gp_pnt#空
如果gp_zpos（gp_pnt）>0.05
新=get_mem
（2）
mem（新）=top_head
mem（+1）=gp_pnt
top_head=新
endif
gp_pnt=gp_next（gp_pnt）
endloop
结束
find_add
FLAC3D软件2.1版本
8-12示例应用程序
示例8.3P-Y.FIS
沿桩;计算PY曲线等距的位置
;
等距节点的链表
;
defset_list
ver_head=null
i_pnt=i_head
循环而i_pnt#空
node_pnt=i_node_head（i_pnt）
循环而node_pnt#空
z_pos=in_pos（node_pnt,3）
ver_pnt=ver_head
节
如果ver_head=null
新=get_mem（5）
mem（新）=ver_head
ver_head=新
mem（+2）=z_pos
mem（新+4）=gp_near（0,0,z_pos）
hnew=get_mem
（2）
mem（hnew+1）=node_pnt
mem（+1）=hnew
mem（hnew）=null
出口部分
end_if
循环而ver_pnt#空
ver_pnt_n=mem（ver_pnt）
如果abs（mem（ver_pnt+2）-z_pos）<0.1
hnew=get_mem
（2）
mem（hnew+1）=node_pnt
mem（hnew）=mem（ver_pnt+1）
mem（ver_pnt+1）=hnew
出口部分
end_if
如果ver_pnt_n=null
新=get_mem（5）
mem（新）=null
mem（ver_pnt）=
mem（+2）=z_pos
mem（新+4）=gp_near（0,0,z_pos）
hnew=get_mem
（2）
mem（hnew+1）=node_pnt
mem（+1）=hnew
FLAC3D软件2.1版本
混凝土桩的轴向和侧向加载8-13
mem（hnew）=null
出口部分
end_if
ver_pnt=ver_pnt_n
end_loop
end_section
node_pnt=in_next（node_pnt）
end_loop
i_pnt=i_next（i_pnt）
end_loop
;
---计算对应于每一段长度
;
ver_pnt=ver_head
z_up=mem（ver_pnt+2）
循环而ver_pnt#空
ver_pnt_n=mem（ver_pnt）
如果ver_pnt_n#空
z_down=mem（ver_pnt_n+2）
其他的
z_down=mem（ve
升级会员 