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FLAC3D桩结构单元模拟抗滑桩参数取用探讨

徐文刚 辛力 余旭荣 曹琦 曹爱武

徐文刚, 辛力, 余旭荣, 曹琦, 曹爱武. FLAC3D桩结构单元模拟抗滑桩参数取用探讨[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(2): 168-173. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.02.007
引用本文: 徐文刚, 辛力, 余旭荣, 曹琦, 曹爱武. FLAC3D桩结构单元模拟抗滑桩参数取用探讨[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(2): 168-173. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.02.007
Xu Wengang, Xin Li, Yu Xurong, Cao Qi, Cao Aiwu. Discussion of Parameters Setting for Pile Structural Element in Anti-slide Pile Simulation with FLAC3D[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(2): 168-173. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.02.007
Citation: Xu Wengang, Xin Li, Yu Xurong, Cao Qi, Cao Aiwu. Discussion of Parameters Setting for Pile Structural Element in Anti-slide Pile Simulation with FLAC3D[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(2): 168-173. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.02.007

FLAC3D桩结构单元模拟抗滑桩参数取用探讨

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.02.007
详细信息
    作者简介:

    徐文刚,男,1985年生,博士,高级工程师,主要从事工程地质、公路边坡设计研究。 E-mail:xu_wg@hdec.com

  • 中图分类号: P 642

Discussion of Parameters Setting for Pile Structural Element in Anti-slide Pile Simulation with FLAC3D

  • 摘要: FLAC3D桩(pile)结构单元具备模拟抗滑桩的潜力。桩结构单元参数众多,对桩结构单元主要参数进行了对比分析,为采用FLAC3D桩结构单元进行抗滑桩模拟提供参考。对比分析显示,桩结构单元的弹性模量对数值模拟结果基本无影响,耦合弹簧切向参数对抗滑桩加固边坡后的稳定系数影响甚微,对抗滑桩内力分布影响很小,而法向参数中黏聚力和摩擦角对抗滑桩模拟结果影响明显,参数取值越大,获得的边坡稳定性和抗滑桩最大剪力和最大弯矩均增加。在此基础上,基于传统的弹性地基梁法对比,给出了抗滑桩模拟时桩结构单元的参数取值建议。

     

  • 图  1  桩结构单元局部坐标系

    图  2  算例边坡模型(单位:m)

    图  3  抗滑桩桩身剪力和弯矩分布曲线

    图  4  不同耦合弹簧参数抗滑桩桩身剪力分布曲线

    图  5  不同耦合弹簧参数抗滑桩桩身弯矩分布曲线

    图  6  设置平台后的边坡模型(单位:m)

    图  7  数值模拟(A)和传统方法(B)计算获得的桩身剪力和弯矩分布曲线

    表  1  边坡土体物理力学参数

    重度
    γ/(kN·m−3
    黏聚力
    c/kPa
    内摩擦角
    φ/(°)
    弹性模量
    E/MPa
    泊松比
    ν
    2010202000.25
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    表  2  桩结构单元默认物理力学参数

    几何参数
    SLIyIzJ
    0.7853.140.050.050.0
    材料参数
    Eν
    30e90.2
    耦合弹簧参数
    kscsφskncnφn
    2.0e930e3202.0e930e320
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    表  3  不同弹性模量数值计算结果

    E/ (GN·m−2SRFMmax/(MN·m)Fmax/MN
    201.3791.3880.509
    301.3791.3880.508
    601.3791.3890.507
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    表  4  不同耦合弹簧参数数值计算结果

    耦合弹簧参数SRFMmax/(MN·m)Fmax/MN
    ks/ (GN·m−2)21.3791.3880.508
    201.3711.3780.502
    2001.3711.3760.502
    cs/(kN·m−1)01.3791.3920.509
    101.3791.3910.509
    301.3791.3880.508
    1001.3791.3870.505
    3001.3791.3840.503
    φs /(°)01.3831.4220.530
    101.3791.4030.518
    201.3791.3880.508
    301.4001.3790.502
    401.4001.3780.501
    kn/ (GN·m−2)21.3791.3880.508
    201.3791.3900.508
    2001.3791.3870.507
    cn/(kN·m−1)01.3631.2310.426
    101.3671.2880.452
    301.3791.3880.508
    1001.3951.5780.642
    3001.4201.8620.745
    10001.4452.1890.966
    φn /(°)01.2300.2890.088
    101.3200.8280.275
    201.3791.3880.508
    301.4021.6300.661
    401.4201.8460.717
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    表  5  不同法向黏聚力条件下桩身最大剪力和最大弯矩

    cn/(kN·m)SRFFmax/MNMmax/(MN·m)
    ABAB
    301.1400.2760.1890.5140.643
    1501.1480.3340.2030.6060.684
    3001.1600.3890.2160.6920.722
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-02
  • 修回日期:  2022-03-30
  • 录用日期:  2022-06-09
  • 刊出日期:  2023-04-08

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