桩—土相互作用的数值模拟分析

城市建设的高速发展以及高层建筑的拔地而起，不仅使地基加固的造价成倍增加，而且对桩基础设计提出了更高的要求。本文从相互作用的角度出发，探求桩土相互作用体系中作用力的传递机理，试图为桩基础的承载力设计和沉降量控制找到一种理论依据。 数值分析方法是为了合理分析土体与桩相互作用，建立桩—土共同作用的数值模型，用有限元方法计算桩与土作用体系下的应力和变形。并利用通用有限元软件ANSYS建立其力学模型并求解。 应用节点力学的基本理论和广义位移法的基本概念，推导了用梁单元模拟桩的计算公式。桩—土相互作用一定程度上影响了桩体的应力和变形，鉴于该问题的复杂性，应恰当地选取接触面单元来描述两者之间的界面力学行为。文中对现有的接触面单元的优缺点进行了深入的分析，在总结已有成果的基础上，指出了姚纬明等人提出的薄层单元具有较好的适应性。土体性状复杂，选择恰当的本构模型十分重要，本文介绍了几种常用的土体本构模型。选取应用较广的Duncan—Chang模型。 应用ANSYS进行实例计算，并简析桩土相互作用的力学传递机理。