巖土工程模擬打樁過程 (例1: 軸對稱模型)

建立的模型:

巖土工程模擬打樁過程 (例1: 軸對稱模型)的圖1


模擬效果:

巖土工程模擬打樁過程 (例1: 軸對稱模型)的圖2


巖土工程模擬打樁過程 (例1: 軸對稱模型)的圖3


巖土工程模擬打樁過程 (例1: 軸對稱模型)的圖4

連續(xù)錘擊十下,對應(yīng)打樁錘、樁頂部和樁內(nèi)土塞表面的位移


計(jì)算說明:

在2D情況下實(shí)現(xiàn)3維的打樁錘擊及貫入效果,2D模型模擬了真實(shí)的打樁錘,并模擬出同3D一樣的打樁錘擊效果,即錘-樁-土之間的相互作用在2D情況下被考慮,2D打樁錘會先自由落體運(yùn)動,然后打擊樁頂部并在作用力與反作用力的作用下自動實(shí)現(xiàn)錘的反彈;此外該模擬計(jì)算效率相較于3D模擬高很多,采用隱式求解器的收斂性更好;該模型具有較高的科研和工程實(shí)踐價(jià)值


計(jì)算模型的處理技術(shù):采用隱式求解器進(jìn)行模擬;模型利用軸對稱性建立2D模型;用Connector模擬錘與樁的錘擊效果;剛樁,錘采用線彈性本構(gòu)模擬;土與樁壁的摩擦通過庫倫摩檫力定義實(shí)現(xiàn);考慮土的Geostatic step;所有單元都采用軸對稱單元(土和錘為4節(jié)點(diǎn)固體單元,樁為2節(jié)點(diǎn)殼單元)。

方法計(jì)算的機(jī)時(shí)耗費(fèi)情況:該模擬在半小時(shí)內(nèi)可模擬完成;相同精度下的3D模型需要1周左右的時(shí)間

結(jié)論:

該模型不僅可以用于科研研究樁的貫入過程和樁內(nèi)土塞的形成機(jī)理,也具有極大的潛力用于商業(yè)應(yīng)用,因?yàn)橛?jì)算成本較低,半小時(shí)內(nèi)可完成連續(xù)10下樁的錘擊,更多錘擊數(shù)并不影響模型收斂性。

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