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登錄ansys模擬樁土效應的案例
PFC排樁土拱效應模擬
這里用PFC二維模擬排樁,認為樁是剛性的,因為樁和顆粒相比剛性大得多,所以這樣的假設是可以成立的。
下面的五個圓形墻便是排樁。
注意的是加樁的時候,最好先生成wall,稍微cycle一下,這樣邊界的顆粒會涇渭分明一點。
之后刪除下方的墻,將上方的墻下壓,來觀察力鏈的發展。
下圖為土拱效應的發展歷程,可以能夠比較明顯的看清楚土拱效應。
附上代碼:
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展開 基于PFC的樁承式路堤的土拱效應模擬 ¥29
土拱效應是土木工程中一個很普遍的現象,由Terzaghi(太沙基)在1936年通過活動門試驗證實。
土層中的拱作用是在荷載或自重的作用下,土體發生壓縮和變形,從而產生不均勻沉降,致使土顆粒間產生互相“楔緊”的作用,于是在一定范圍土層中產生“拱效應”。由于土拱效應的存在,使得圍護結構后的主動土壓力產生重分布。合理利用土拱效應可使土體的應力重分布向對工程有利的方向發展,充分利用土體自身的抗變形能力。
Terzaghi 通過活動門試驗證明了土拱效應的存在并得出了其存在的兩個條件:
(1) 土體之間產生不均勻位移或相對位移;
(2) 作為支撐的拱腳的存在。
在PFC2D中建立模型,對土體成拱作用進行模擬。
基本過程為:首先生成邊界墻體和線性接觸的顆粒群,為邊界墻體施加伺服功能,在指定的圍壓下進行模型平衡;
改變顆粒的接觸屬性,定義壓實黏土的黏結屬性,同時生成用墻體模擬的排樁(模型底部的方框行墻體),固定樁的位置,刪除處于樁體中的顆粒,關閉墻體的伺服功能;
刪除底部墻體,并設置重力場,運行模型觀察球顆粒的接觸力鏈變化發展過程。需要指出的是此處純屬為了直觀觀察土拱現象而刪除了底部墻體,與實際情況不符,實際中樁間土體也是受到下部基礎的支承作用的,更合理的模擬應為樁間土產生了豎向沉降。
下圖為土拱效應的發展歷程,可以能夠比較明顯的看到土拱效應。
面積置換率的變化通過改變樁身寬度來實現,減小樁身寬度后的結果:
下圖為在頂部施加豎向的200kPa的荷載時的結果,仍能形成穩定的土拱。
下圖為在頂部施加豎向的400kPa的荷載時的結果,此時土體已經不能再形成穩定的土拱結構,已經超過了地基的承載能力。
完整代碼及說明如下:
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