[发明专利]一种适用于桩靴插拔对临近桩基影响的数值模拟方法

权利要求书

1.一种适用于桩靴插拔对临近桩基影响的数值模拟方法，所述方法使用ABAQUS数值分析软件中的CEL有限元法计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据实际工况，建立数值计算分析模型，包括：土体模型、桩靴基础模型、桩基础模型，所述土体模型包括欧拉区域与拉格朗日区域两部分，所述欧拉区域建模原则为：整个所述土体模型均设为所述欧拉区域，将所述欧拉区域分割成三部分，第一空穴、第二空穴和所述桩靴基础模型的插拔计算区域，所述第一空穴为所述桩靴基础模型在插拔过程中土体向上隆起变形提供空间，所述第二空穴为嵌放所述拉格朗日区域提供空间；所述拉格朗日区域建模原则为：所述拉格朗日区域与欧拉区域的所述第二空穴的大小与形状一致，用于计算所述桩靴基础模型在插拔过程中导致所述桩基础模型的位移和弯矩响应，所述欧拉区域与所述拉格朗日区域纵向界线的选取原则为：所述纵向界线至所述桩靴基础模型的相邻边缘与所述纵向界线至所述桩基础模型的相邻边缘距离相等；

S2、对所建立的所述数值计算分析模型赋材料属性；

S3、根据实际工况，对建立的所述数值计算分析模型进行装配，装配中的主要变量有：所述拉格朗日区域嵌放至所述欧拉区域中；所述桩基础模型在土中的埋置深度；所述桩靴基础模型与所述桩基础模型的间距；

S4、建立相对应动力显示分析步，包括：地应力分析步、所述桩靴基础模型贯入分析步、所述桩靴基础模型拔出分析步；

S5、建立所述桩靴基础模型、所述桩基础模型、所述土体模型间的相互作用，包括：所述桩靴基础模型插拔过程中与所述欧拉区域的土体间的通用接触，所述桩基础模型与所述拉格朗日区域的土体间的面面接触；

S6、建立合理的边界条件，包括：(1)对土体施加重力；(2)对所述欧拉区域的土体设置相对应的速度边界与欧拉边界，对所述拉格朗日区域的土体设置对应的速度边界，对所述桩基础模型设置对应的速度边界，对所述桩靴基础模型设置对应的贯入速度；

S7、对所述第一空穴和所述第二空穴的材料赋值设定为“空”；对所述桩靴基础模型的插拔计算区域的土体材料赋予相对应的材料属性；对该土体施加地应力场；

S8、对建立的所述数值计算分析模型进行网格划分并提交计算，得到所述桩基础模型的位移和所述桩基础模型的弯矩结果。

2.根据权利要求1所述的一种数值模拟方法，其特征在于，所述材料属性包括：质量密度，杨氏模量，泊松比，摩擦角，膨胀角中的一项或多项。

3.根据权利要求1所述的一种数值模拟方法，其特征在于，所述第一空穴的高度范围要大于桩靴插拔周围土体隆起高度，保证计算的收敛性。

4.根据权利要求1所述的一种数值模拟方法，其特征在于，为了兼顾计算时长与计算精度，所述桩靴基础模型设置对应的贯入速度，所述桩靴基础模型的贯入速度设定为8m/s。

5.根据权利要求1所述的一种数值模拟方法，其特征在于，为了兼顾计算时长与计算精度，所述网格划分的原则为：所述桩基础模型周围土体网格尺寸为所述桩基础直径的0.25倍；所述桩靴基础模型周围土体网格尺寸为所述桩靴基础的0.1倍。