基于ABAQUS的淺基礎地層結構效應研究

摘要：本文采用ABAQUS數值模擬，結合實例分析研究淺基礎作用下的地層結構的效應，總結地層結構影響工程穩定性、影響工程結構受力變形的機理，試圖找到使地層結構得到改善的有效方法。

關鍵詞：地層結構效應 淺基礎 ABAQUS 數值模擬

中圖分類號：TU473 文獻標識碼：A 文章編號：1674-198X(2012)01(c)-0073-01

地層是指在地殼發展過程中形成的各種成層和非成層巖土的總稱。作者提出了“巖土工程地層結構效應”、“巖土工程地層結構效應理論”和“工程地層學”，指出地層結構對各類巖土工程的受力、變形和穩定性或安壘性、經濟性有重要影響，同一工程可選在不同的地層結構中，也可對選中的地層結構進行人為的改造，使之適合或有利于本工程。

淺基礎作為工業與民用建筑中一種常用的基礎型式，其地基的承載力(強度)及沉降(變形)歷來是土力學與基礎工程的重要研究課題。本文結合ABAQUS數值模擬，分析研究淺基礎作用下不同地層結構的效應，總結分析地層結構影響工程穩定性、影響工程結構受力變形的機理，可以找到通過人工的改造，使地層結構得到改善的有效方法，可為設計施工提供一定的理論參考依據。

1 實例分析和數值模擬計算

上海市南匯區東南沿海區域為長江入口，其淺層土的分布為四層地基，上層為填土層，厚度為2m，第二層為砂質粉土，厚度為3m，第三層為淤泥質粉質黏土，厚度為3m，其下層為淤泥質黏土，大干10m。各層物理力學性質如表1所示。針對該實例，用ABAQUS軟件進行了數值模擬和計算。計算中假定土體為均質各向同性的彈塑性體，服從Mohr-Coulomb準則。土體側面和底部的約束分別為x方向和Y方向的約束。

2 結果分析

計算得到的各類圖件如圖1所示。由圖可以看出，一條帶在基礎下的地層界面上發生了明顯的轉折，說明過地層界面后，應力和位移均存在著明顯的變化。

基于ABAQUS數值模擬的分析結果，可以對其進行加固設計和方案的比選，選擇換填法、強夯法或樁甚等措施加強土層，使土層具有足夠的承載性能，以利于實際工程。