微型樁材料對樁—土動力相互作用的影響分析

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(1.福建工程學(xué)院 福建省土木工程新技術(shù)與信息化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 福建 福州 350118； 2.福州大學(xué) 土木工程學(xué)院， 福建 福州 350116)

微型樁通常指樁徑在100～300 mm、長細(xì)比大于30的小直徑樁。微型樁最初主要用于歐洲諸如紀(jì)念碑等歷史性建筑物的加固，后來逐漸擴(kuò)展到北美。由于微型樁具有良好的動力特性和抗震性能，已被廣泛應(yīng)用于承受豎向、橫向荷載、邊坡支護(hù)與加固以及震后建筑物的修復(fù)和邊坡防治等工程[1-4]。微型樁—土相互作用研究方法主要有解析法、有限元法和試驗(yàn)法，其中常用的是試驗(yàn)法和有限元法。有限元法是一種由經(jīng)典數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合發(fā)展而來的數(shù)值方法，此方法視樁—土為體系直接計(jì)算地震響應(yīng)，可以模擬幾乎任何復(fù)雜的幾何形狀，尤其是不易被解析或半解析公式所描述的力學(xué)問題[5-7]。為探究不同材料參數(shù)下的微型樁—土動力相互作用響應(yīng)情況，利用ABAQUS有限元軟件進(jìn)行建模，探討微型樁材料發(fā)生變化時，對樁—土動力相互作用的影響。

1 微型樁—土相互作用的有限元方法

1.1 模型參數(shù)

選取圓形樁身截面為分析對象，選擇的分析參數(shù)為樁身材料和樁周土類型。樁身材料分別為C40普通混凝土、C60普通混凝土、鋼管混凝土、RPC混凝土等。模型樁徑為100 mm，樁長為2 200 mm，樁周土選用工程中較為常見的黏性土。

1.2 材料的本構(gòu)關(guān)系

1.2.1 土體的本構(gòu)模型

為了研究不同樁周土影響下的微型樁—土動力相互作用響應(yīng)，需要選擇合適的砂土模型。目前較為常用的土體本構(gòu)模型有M-C(Mohr-Coulomb)模型、D-P模型等。……