樁-土相互作用一直是有限元模擬類比較頭疼的問題，常規分析方法分為兩種：

1、采用接觸單元模擬樁-土相互作用，此種方法非線性程度較大，且計算耗時，占用計算資源較多，多用于實體單元模擬局部細微結構情況，例如常見的單樁靜力分析。

2、采用彈簧間接模擬樁-土相互作用，此種方法將樁-土之間的相互作用采用等效彈簧來進行模擬，適用于一般工程類設計，且我國規范諸多條文中均有一定的計算方法，常見設計軟件例如Midas civil也均采用此類方法進行模擬。

本次計算模擬采用上述第二種方法進行。

一、工程概況

承臺全樁基礎斷面尺寸為8.5m*8.5m，如下圖所示。其中，承臺厚3m，全樁長32m，采用4根直徑為2m的鉆孔灌注樁，樁基礎混凝土全部采用C30混凝土，彈性模量，泊松比μ=0.2，質量密度為2500kg/m3，地基土的水平抗力系數的比例系數m=10000kN/m^4,上部荷載為軸力F=31450KN，水平剪力V=2487KN，彎矩M=5874KN.m，采用ANSYS對其進行靜力計算分析。

二、模擬思路

按照規范，地基土堆樁柱側面的地基系數隨深度y成正比例增長，即C=my（m是“m”法的地基系數），故可先從覆蓋層頂面（沖刷線）向下繪出地基系數圖，如下圖所示。本例將樁柱全長等分為18段，各中間集中彈簧的剛度可按下式計算：

頂部集中彈簧的剛度為：K0=W0*b

各集中彈簧計算剛度如下

按照上述思路，本工程計算模擬思路如下：

1）采用beam188模擬樁基礎與承臺；

2）承臺與樁基礎樁頂采用MPC184剛臂單元模擬剛接關系；

3）采用彈簧單元模擬不同深度處土層對樁的作用，通過不同彈簧剛度實現。

三、本例難點

本例建模難點如下：

1）樁頂與承臺剛接單元的建立；

2）不同彈簧剛度的定義；

3）利用循環數組解決不同深度處土彈簧的建立。

四、建模步驟

1）材料與單元屬性定義

2）承臺幾何建模與網格劃分

3）基樁幾何建模與網格劃分

4）樁頂與承臺剛臂幾何建模與網格劃分

5）不同深度彈簧剛度實常數定義

6）不同深度彈簧建模

7）約束與求解

8）結果查看

模型如下：

五、結果查看