[发明专利]一种桩承式加筋路堤的有限元建模分析方法

摘要

本发明公开了一种桩承式加筋路堤的有限元建模分析方法，包括以下步骤：（1）将桩承式加筋路堤简化为由路堤、加筋垫层、桩和软土组成的简化结构；（2）提取结构的几何参数，应用有限元软件ABAQUS建立路堤和加筋垫层有限元模型；（3）对路堤和加筋垫层赋予材料属性和单元属性，并划分网格；（4）将桩和软土简化为刚度不同的弹簧，在interaction模块中选择弹簧单元，并分别赋予不同的弹簧刚度；（5）设置结构的边界条件；（6）施加结构荷载。本发明基于ABAQUS有限元软件，通过将桩承式路堤加筋路堤结构进行简化，提供了一种既简便实用又接近实际的桩承式加筋路堤的有限元建模分析方法，适用于桩承式加筋路堤的设计和计算。

主权项

一种桩承式加筋路堤的有限元建模分析方法， 其特征在于包括以下步骤：（1）将桩承式加筋路堤简化为由路堤、加筋垫层、桩和软土组成的简化结构；（2）提取结构的的几何参数,应用有限元软件ABAQUS建立路堤和加筋垫层有限元模型；（3）对路堤和加筋垫层赋予材料属性和单元属性，并划分网格；（4）将桩和软土简化为刚度不同的弹簧，在interaction模块中选择弹簧单元，并分别赋予不同的弹簧刚度；（5）设置结构的边界条件；（6）施加结构荷载；所述步骤（1）具体为：根据桩承式加筋路堤设计施工的CAD图纸，忽略对结构计算影响较小的构件，把桩承式加筋路堤结构简化为由路堤、加筋褥垫层、桩和软土构成的简化结构，并提取这些结构的几何参数；所述步骤（2）具体为：根据已提取的路堤、加筋褥垫层的厚度、长度、桩的坐标等几何参数建立包含有路堤和加筋褥垫层的有限元模型；所述步骤（3）具体为：路堤和褥垫层采用摩尔‑库伦屈服准则，并采用8节点1次实体单元或20节点2次实体单元；加筋体用线弹性模拟，采用4节点1次膜单元或8节点2次膜单元；网格划分前应以划分均匀合格的有限元网格为准则对几何模型进行整理，并进行网格尺寸敏感性分析，以确定同时满足计算精度和计算效率的最优网格划分方式；所述步骤（4）具体为：将路堤和软土简化为刚度不同的弹簧，在interaction模块中创建连结类型为connect point to ground的弹簧，分别设置桩弹簧和软土弹簧的弹簧刚度，选择弹簧自由度为3（z方向），使弹簧仅发生竖向的变形；所述步骤（5）中的路堤结构的边界条件，即根据桩承式路堤的实际情况，约束路堤和加筋褥垫层水平位移，结构顶面为自由面；所述步骤（6）中结构的荷载为路堤和褥垫层的自重，施加方式为gravity加载。