用ANSYS软件分析桩土相互作用
斜坡地形桩土相互作用下初始地应力场的处理
斜坡地形桩土相互作用下初始地应力场的处理甘凤林;闫冰;周发鑫【摘要】考虑桩土接触行为的影响,采用大型有限元软件ANSYS进行了斜坡地形的初始应力有限元模拟,算例表明该方法可以很好的消除初始位移场,从而较好的保留初始应力场,为研究各种岩土问题提供了一种处理复杂初始应力场的有效方法。
%Considering the influence of the soil-pile connection,the paper adopts the large-scale finite element software ANSYS,to have the initial stress finite element simulation of the sloped terrain,and proves by the calculation example that the method can eliminate the initial displacement field effectively,so the initial stress field can be maintained in a better way and provides the effective method to treat the complicated stress field in various geotechnical problems.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)025【总页数】2页(P65-66)【关键词】斜坡;桩基;有限元;初始地应力【作者】甘凤林;闫冰;周发鑫【作者单位】东北电力大学,吉林吉林132012;东北电力大学,吉林吉林132012;甘肃省电力设计院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TU4310 引言与平坡上的桩基础相比，位于斜坡或陡坡地段的桩基础不仅承受竖向荷载外，还将承受来自斜坡的侧向土压力;与平坡基础周边土体提供的剪切力也有很大的不同;另外，位于斜坡或陡坡地段的桩基础同时具有承载与抗滑的双重功能。
ANSYS有限元软件在CFG桩复合地基中的应用探讨
摘要：探讨了ANSYS有限元分析程序在CFG桩复合地基中应用方法，并在此基础上对CFG桩复合地基的工作机理进行了研究，具体分析了桩、土模量及面积置换率等因素对复合地基沉降量的影响，在同行业中具有借鉴作用。
0引言
ANSYS有限元分析程序是著名的CAE供应商美国ANSYS公司的产品，是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。ANSYS的土木工程专用包ANSYS/Civil FEM用来研究钢结构、钢筋混凝土及岩土结构的特性，如钢结构、房屋建筑、桥梁、大坝、硐室与隧道、地下建筑物等的受力、变形、稳定性及地震响应等情况，从力学计算、组合分析及规范验算与设计方面提出了全面的解决方案，为建筑及岩土工程师提供了功能强大且方便易用的分析手段。本文对刚性桩复合地基进行有限元计算，要求程序能提供多种单元形式(轴对称问题的环状单元、三维单元等)，能够进行弹塑性计算等。ANSYS能够满足这些要求，同时它便捷的前后处理功能节约了大量的时间。用ANSYS程序计算刚性桩复合地基是可行且有效的。本文探讨了ANSYS有限元分析程序在CFG桩复合地基中的应用方法，在此基础上对CFG桩复合地基的工作机理进行了研究，收益颇丰[1]。
1有限元计算模型[1-2]
1．1土体的本构模型
土体的应力-应变关系非常复杂，它具有非线性、弹塑性、粘弹性、流变性等特征，还受到节理裂隙的影响，在实际计算中要综合考虑到各种因素是非常困难的。在很多的室内模拟试验中，发现在太大的荷载下不论是桩的P-S曲线，还是土体的应力-应变关系都会出现明显的非线性特征，用线弹性模型描述这种关系是不合理的。从已有的对土体强度的模型研究成果中不难发现，弹塑性模型能较好地反映土的非线性特征。本文对作为主要模拟对象的土体采用Drucker-Prager弹性-理想塑性模型。在ANSYS软件中DP材料可以满足该要求。
用ANSYS软件分析桩土相互作用
3.2.2 建模并划分网格 本模型简化为三维空间实体结构，桩采用钢管桩实际尺寸，土体取长为20m，宽20m（相当于10倍桩
径，以减小边界效应），深100.58m 的长方体块来模拟。
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第十三届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集
用 ANSYS 软件分析桩土相互作用
陈建民，肖 花
（中国石油大学石油工程学院，山东 东营 257061）
摘要：用 ANSYS 程序对导管架平台的桩与土之间的相互作用进行了研究。结果表明，在平台载荷作用下，桩上的最大应
力点出现在距海底一定深度的范围内，土中的最大应力也出现在离海底一定距离的土层中，而不是在海底处。桩周土层中应 力分布显著不对称，一侧的土层受力大，另一侧土层的受力小。随着深度的增加，桩身水平方向位移呈衰减波的形式变化。 衰减波的衰减速度很快，波峰的绝对值在第二个峰处就已减小到 0.001m。
159.91
159.91
1.44
13
Very dense sandy SILT
—82.75
9.60
Nq=20
81.39
4.79
14
Very stiff lean CLAY
qmax=4.79 MPa
—88.85
9.80
169.97
169.97
1.53
15
Very stiff lean CLAY
—92.66
刚性桩、弹性桩、弹性长桩的判断标准，与桩打入土中的深度 h 有关。桩打入土中的深度 h 同相对刚
度 T 的比值 Z max 称为相对桩长， Z max 可用于判断一桩为刚性桩、弹性桩或弹性长桩的判据。实验和分析
ANSYS桩基础算例
桩基础算例桩基础由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。
若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。
建筑桩基通常为低承台桩基础。
高层建筑中，桩基础应用广泛。
一般工程结构都是由地基、基础和上部结构组成。
上部结构可以是桥梁或房屋建筑物等，基础起着将上部结构荷载传入地基和将地震荷载传给上部结构的连接作用。
算例:桥梁桩基础的静力分析问题问题描述：承台全桩基础断面尺寸为8.5m*8.5m，如图1所示。
其中，承台厚3m，全桩长32m，采用4根直径为2m的钻孔灌注桩，桩基础混凝土全部采用C30混凝土，弹性模量MPa3⨯=，泊松比μ=0.2，质量密度为2500kg/m³，E410地基土的水平抗力系数的比例系数m=25000kN,Q=3000kN和M=6000kN·m。
图2解题思路：1.计算桩柱的等效集中弹簧刚度Ki按照规范，地基土堆桩柱侧面的地基系数随深度y 成正比例增长，即C=my （m 是“m ”法的地基系数），故可先从覆盖层顶面（冲刷线）向下绘出地基系数图，如图2所示。
本例将桩柱全长等分为15段，各中间集中弹簧的刚度可按下式计算：顶部集中弹簧的刚度为： 100b K ϖ= 式中：1b ——桩的计算宽度；m ——比例系数，本例中取4/10000m kN m =； λ——节段长度；i z ——自地面至第i 集中弹簧的距离；0ϖ——#0集中弹簧在其一侧2/λ长度内的地基系数分布图面积。
i i mz b K λ1=各集中弹簧刚度值如表1所示。
表1 各集中弹簧刚度值2.建立有限元模型本例各桩净长32m，冲刷线以上的桩段长2m，为便于计算，所有桩的单元长度均取2m，采用Beam189单元分别模拟承台和基桩，而承台与各桩桩顶用刚臂（Mpc184单元）连接，并用Combin14单元模拟桩身与土的相互作用。
桩基础算例tm1412FINISH $/CLEAR $/PREP7LOCAL,11,,,,,,-90 !*定义局部坐标系建立编号11的局部坐标系，原点与坐标原点一致，绕y轴反方向旋转90度。
ANSYS在冻土区桩土模型分析中的应用
ANSYS在冻土区桩土模型分析中的应用杨遂正[摘要]介绍了有限元分析软件中混凝土和冻土的本构关系，说明在八ANSYS中分析桩和冻土的建模、求解及后处理的过程。
对ANSYS模型中的网格划分的密度进行初步探讨，最后以实例说明ANSYS中后处理模块的应用，为以后做桩与冻土的有限元分析提供参考。
[关键词]ANSYS桩土本构关系1引言冻土由冰、未冻水、空气、岩土颗粒组成，为热敏感的正交各向异性的非线性介质。
冻土结构由两部分组成：颗粒的排列与联结。
冻土的结构性是影响冻土力学性质的主要因素。
结构中两种组成的共同作用导致冻土不同的工程性质。
复杂的冻土性质使得冻土区桩土分析变得困难。
目前，桩土分析一般使用较为成熟的有限元数值计算方法。
该法能充分考虑土体材料的空间差异性、力学相应的非线性、复杂的几何边界条件等多种因素。
2混凝土及冻土的非线性非线性分析的目的，就是当进行极限强度设计时，把由于单元刚度变化所引起的内力重分布考虑进去。
2.1混凝土的本构关系混凝土的本构关系可以分为线弹性、非线性弹性、弹塑性及其它力学理论等四类。
研究较多的是非线性弹性和弹塑性本构关系。
弹塑性模型可以反映变形材料卸载时产生不可恢复的变形即塑性变形，理论基础是塑性理论，塑性理论包括形变理论和增量理论。
对于混凝土的轴向受压单调应力一应变关系，Saenz建议采用下式（适应于应力一应变曲线的上升段式中：Eo为原点的切线模量；Es：为应力点的割线模量；丨丨o为最大应力时的应变。
2.2冻土的本构关系冻土的本构关系采用理想弹塑性模型。
弹塑性模型把总的变形分为弹性变形和塑性变形两部分，用虎克定律计算弹性变形部分，用塑性理论计算塑性变形部分。
不同的弹塑性模型，这三方面所采用的假定也不同。
在ANSYS程序中，DP材料使用Drukcer一Prager（德鲁克一普拉格）屈服准则，其屈服面并不随着材料的逐渐屈服而改变，然而其屈服强度随着侧限压力的增加而相应增加，其塑性行为被假定为理想弹塑性。
软土运动作用下被动桩桩_土水平相互作用的三维有限元分析_刘敦平
第21卷 第4期2008年7月中 国 公 路 学 报China Journal of Hig hw ay and T ransportVol.21 No.4July 2008文章编号:1001-7372(2008)04-0018-07收稿日期:2007-12-02基金项目:国家自然科学基金项目(50378036)作者简介:刘敦平(1979-),男,湖南邵阳人,工学博士研究生,E -mail:hdliudu nping@ 。
软土运动作用下被动桩桩-土水平相互作用的三维有限元分析刘敦平1,蒯行成2,赵明华1(1.湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082; 2.湖南大学工程力学系,湖南长沙 410082)摘要:运用ANSYS 软件对软土运动作用下的桩-土相互作用的桩基础进行三维有限元分析,以DP 材料来模拟土体的弹塑性性质,并考虑其大变形的影响,在桩-土间设置接触单元研究桩-土的相互作用,分析了软土层厚度和基桩数目对桩上侧向压力的影响,并比较了群桩中各桩基上侧向压力分布情况。
结果表明:软土在局部堆载作用下产生了较大水平变形,桩上的侧向压力也较大;由于群桩中的/遮挡0和土拱效应,各基桩受到的侧向压力荷载并不相同,在被动桩的设计中应考虑这些因素的影响。
关键词:道路工程;被动桩;三维有限元分析;桩-土相互作用;侧向压力中图分类号:U 416.1 文献标志码:A3-D Finite Element Analysis on Pile -soil Horizontal Interaction ofPassive Pile Under Soft Soil Movement ActionLIU Dun -ping 1,KUAI Xing -cheng 2,ZH AO M ing -hua 1(1.Schoo l of Civil Eng ineering ,H unan U niver sity,Changsha 410082,H unan,China;2.Depar tment of Eng ineering M echanics,H unan U niver sity ,Chang sha 410082,H unan,China)Abstract:Pile -soil interactio n of the passive pile under soft soil movement action w as analyzedw ith 3-D finite elem ent analysis by using AN SYS.Elastic -plastic proper ty of the so il w as simulated by the Drucker -Prager y ield criterion in the analysis.The large deformation of so il w as consider ed and contact elem ents w er e used to evaluate the pile -soil interaction.The influences of soil layers p depth and piles p num ber on the lateral pressure of the pile w ere analyzed.T he lateral pressures on different piles w ere compared.Results show that the adjacent surcharg e may result in significant hor izontal deform ation of the soft soil and considerable ho rizontal pressur e o n the pile.T he pr essure acting on the row near the surcharge is hig her than that on the o ther r ow due to the barr ier and arching effects in pile g roups.The passive load and its distribution should be taken into acco unt in the desig n of the passive piles.Key words:road eng ineering ;passiv e pile;3-D finite element analy sis;pile -soil interaction;lat -eral pr essure0引 言对于桩-土水平相互作用问题,可根据桩与周围土体的相互作用,将桩分为主动桩和被动桩,主动桩是指直接承受外荷载并主动向土体传递应力的桩;被动桩是指桩上的侧向压力是由桩周围土体在自重或堆载作用下发生变形和运动而引起的桩。
桩基承载力的ANSYS有限元分析
第8卷第4期2010年8月水利与建筑工程学报Journal of Water Resources and Architectural EngineeringVol.8No.4Aug.,2010收稿日期:2010 04 28 修回日期:2010 05 20作者简介:杜蓉(1979 ),女(汉族),陕西汉中人,工程师,主要从事火电厂、核电厂水工构筑物结构设计。
桩基承载力的ANSYS 有限元分析杜 蓉1,张建友1,隋丽丽2,张洪美2(1.国核电力规划设计研究院,北京100094;2.山东省滨州市水利勘测设计研究院,山东滨州256600)摘 要:利用ANSYS 软件建立土体与桩共同作用的数值模型,将有限元应用于桩 土结构进行三维有限元数值计算,得到桩 土结构的应力与变形,分析了桩 土结构的荷载 沉降曲线及荷载的传递规律,对以后桩 土模拟及设计有重要的参考价值。
关键词:桩基础;桩与土共同作用;桩 土结构;数值模拟;有限元中图分类号:TU473 文献标识码:A 文章编号:1672 1144(2010)04 0213 03Analysis on Loaded Capacity of Pile Foundation by Finite Element MethodDU Rong 1,ZHANG Jian you 1,SUI Li li 2,ZHANG Hong mei 2(1.State N uclear Electric Power Plannin g Design &Research Institute,Beijing 100094,China;2.Bin zhou Investigation and Design Institute of Water Conse rvanc y in Shandong Province,Binzhou,Shandong 256600,China)Abstract:The numerical model of soil and pile interaction is built based on the large finite ele ment software ANSYS,and three dimensional fini te element theory of numerical simula t ion is applied to the calculation of pile soil struc ture.The stre ss and de for ma t ion of the pile soil struc ture are obtained and the load settlement curve and load transferring law of the pile soil struc ture are analyzed.The research re sults will be very useful to the pile soil simulation and design in the future.Keywords:p ile foundation;soil and pile interaction;pile soil structure;num erical simulation;finite elemen t0 引 言桩基础是一种历史悠久的建筑基础形式,也是一种应用广泛、发展迅速、生命力强大的现代建筑基础形式。
ANSYS分析弹性模量对基桩承载力的影响
ANSYS分析弹性模量对基桩承载力的影响- 工程事故分析ANSYS分析弹性模量对基桩承载力的影响摘要：近年来，我国交通出行需求日益提高，高等级公路建设已进入关键时期，同时对公路桥梁的建设提出了新的要求：1、数量在增多；2、对桥梁的承载能力及耐久性提出了更高的要求。
本文利用有限元分析软件ANSYS，通过模拟基桩在混凝土弹性模量改变时基桩的沉降情况来分析桩土参数对基桩承载力的影响。
关键词：桩土接触，弹性模量，ANSYS1、单桩容许承载力的确定对于钻孔灌注桩的基桩轴向容许承载力，可由静载试验法、经验公式法、静力触探试验以及大应变法确定基桩容许承载力。
1.1静载试验法静载试验确定单桩容许承载力是在通过试验绘制的P-s曲线上取特征点所对应的作用荷载作为极限荷载，然后将极限荷载值除以安全系数（规范规定为2）确定单桩容许承载力。
1.2经验公式法《公路桥涵地基与基础设计规范》根据大量静载试验结果，给出了各种桩型的单桩容许承载力估算公式。
1.3静力触探试验静力触探法是利用触探仪的探头贯入土中时的贯入阻力与单桩在土中的工作性状有相类似的特点，将所测得的探头的贯入阻力经分析研究，确定轴向受压单桩容许承载力。
1.4其他方法除上述方法外，我们还可以按照大应变法、静力法确定单桩容许承载力。
2、有限元模拟2.1有限元法分析问题的基本步骤（1）结构离散化，将结构或连续介质离散为有限个单元；（2）选择位移模式，确定位移函数；（3）分析单元力学特性；（4）建立刚度方程；（5）利用刚度方程求出节点位移，进而求出单元的应力、应变。
2.2实例分析2.2.1选择单元类型桩身和土体均采用8节点实体单元Solid45模拟，土体采用DP 材料。
桩体与土体接触面刚体—柔体面面接触，定义桩底面与桩侧面为刚性目标面，目标面单元选取targe170，定义与桩底与桩侧接触的土体的内侧为接触面，采用conta173单元模拟。
2.2.2基桩参数选取此试桩截面为圆形，桩径1m，桩长15.2m，建模时取1/4桩模型进行分析，基桩入土深度为14.5m，上部0.5m暴露在土体外面，土体模型桩侧面取5倍桩径，土体深度取2倍桩长，深度为30m，混凝土弹性模量取30MPa。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。