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砂墙地基的平面应变有限元分析

(2024-05-20 19:38:32)
标签:

有限元分析

有限元软件

有限元

强度分析

结构分析

编辑:杭州那泰科技    www.nataid.com
砂墙地基的平面应变有限元分析

砂墙组合单元加入USAP有限元分析软件,可以方便地进行砂墙地基的平面应变有限元分析。工程算例如下:采用堆载预压法处理一宽度为36m的路堤,其下是厚度为13m的软弱地基,假设施加的堆载是90kPa。等效后的砂墙地基计算参数为:砂墙深度9m,宽0.3m,相距3m.软土的土性参数为:kh=7.6×e-7cm/skv=3.8×e-7cm/sE0=2MPa,ν=0.30V=15kN/m3。就涂抹区土性参数而言,计算中将涂抹比取为2。影响区和涂抹区的渗透系数之比取为2。因此,涂抹区的宽度为0.6m,其对应的土性参数为:kh=3.8×e-7cm/skν=1.9×e-7cm/sE0=2MPa,ν=0.30。就砂墙区土性参数而言,计算中将砂墙区和影响区的渗透系数之比取为105。因此,砂墙区土性参数采用如下参数:kh=7.6×e-2cm/skν=3.8×e-2cm/sE0=3MPaν=0.20

与各已有的平面应变解答和荷兰基础工程有限元分析软件PLAXIS的比较,下面将采用HirdB.Inddraratna,赵维炳三者的解析解,荷兰基础工程有限元分析软件PLAXIS,应用砂墙组合单元的USAP对上述算例进行求解,并对解答作出一定的讨论。5种解法的计算前提如下:B.InddraratnaPLAXISUSAP都考虑了砂墙的涂抹作用和井阻作用;Hird只考虑了砂墙的井阻作用,而未考虑砂墙的涂抹作用;赵维炳在考虑砂墙的涂抹作用和井阻作用的同时,考虑了地基的竖向渗流。

  为了便于与解析解比较,USAP计算采用单墙计算模型,网格划分如图所示。整个模型共划为3列单元:砂墙区及其相应的涂抹区采用一列砂墙组合单元表示,宽度为0.6m;影响区采用2列常规单元表示,宽度各为1.2m。边界条件具体为:(1)位移:设地表面自由变形;底面(z=9)z向固定,其它面z向自由;侧面(x=0x=3)径向固定。(2)孔隙水压力:左右两侧和底部为不透水边界,顶面为透水边界,所以,顶面(z=0)边界孔压为零。

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