有限元數(shù)值模仿打樁過程

土木1001 41012002 馬利超數(shù)值模擬結(jié)課報(bào)告——打樁過程的模擬與討論班級(jí)：土木1001學(xué)號(hào)：41012002姓名：馬利超指導(dǎo)老師：王金安日期：2013/5/21目錄1.工程背景 22.計(jì)算方法 23.計(jì)算模型 33.1模型簡(jiǎn)化 33.2數(shù)值模型 34.結(jié)果分析與討論 84.1．分析情況1——樁底約束的情況 84.2．分析情況2——樁底自由的情況 84.2．結(jié)合實(shí)際工程討論 9鼓1.塔工程貼背景厚隨著燕建筑馳理念廣的進(jìn)濾步和戚施工蠅技術(shù)巖的發(fā)尊展，把高層剝、超鞠高層股建筑晝物越京來越錫多的曉出現(xiàn)斷在人枝們的憤眼前撈，進(jìn)階而成新為一城種提槳高土營(yíng)地利韻用率泡的方薯法，機(jī)也作漢為衡爪量一的個(gè)地節(jié)區(qū)經(jīng)蔽濟(jì)發(fā)糾展的荷象征弄和代旬表。觸而一咽個(gè)超浸出以興往建腰筑的修高度平則意激味著標(biāo)更大牛的自展重和踐更強(qiáng)助的橫風(fēng)向荷休載作汪用，質(zhì)這就禾需要惠有更投為堅(jiān)厲實(shí)和夏穩(wěn)固爐的地刃下基叉礎(chǔ)來圣作為合保障隊(duì)。樁季基礎(chǔ)小作為駛深基險(xiǎn)礎(chǔ)的廢代表戴形式膚，具顫有其塌獨(dú)特?fù)Q的優(yōu)懶越性花。左樁基番礎(chǔ)支傍撐于重地下販深層劣堅(jiān)硬儀基巖佳之上但，留能很周好地測(cè)避開鳥表層困軟弱逃土層法的影皆響；此樁基應(yīng)礎(chǔ)豎卵向剛富度大蘆，抗秧側(cè)力扁效果鳥好；贏作為堪一種產(chǎn)承載鮮能力哭高、抬穩(wěn)定計(jì)性好虜、沉廊降及蜘差異更變形倦小、晴地基異沉降罰穩(wěn)定鉛快、譯抗震置能力版突出忽的基排礎(chǔ)形凱式，盤樁基爽礎(chǔ)在鉗高層細(xì)建筑勇中應(yīng)旅用十失分廣燥泛。爆而在心各種挎沉樁沈方法繪中，脆錘擊盛法是諒一種軌較為小常見葵的手壩段。幫本次環(huán)我想掏要模直擬的拳問題廊便是禽由樁圾引出霧，撇具體念于樁粗基礎(chǔ)骨施工控過程塵中的饒打樁晶過程愚，我香希望遵能夠扛利用膨所學(xué)惕的理茅論知始識(shí)以糾及查賤閱到濁的一裳些相模關(guān)技俯巧，底通過瓜AN恩SY合S建綱立數(shù)熔值模敢型，摔通過缺數(shù)值鄙模擬穿的手蔬段來盒模擬完施工穗過程猜的動(dòng)疼力打境樁過菜程，恢然后橋通過乒AN輩SY領(lǐng)S罷的數(shù)徐值計(jì)射算來仗分析絨這個(gè)碼過程梳中樁袍身內(nèi)奧的應(yīng)衰力應(yīng)通變變夠化，壩從而拌為一憶些工馳程問枝題做查出合遞理的嬸解釋疏，并桂希望憑能夠踩為實(shí)跡際施預(yù)工帶善來一芳些合哥理的鹿建議利。躺2績(jī).票計(jì)算鞏方法映A凈ns患ys奏采用褲有限吵元分弊析法著。卵有限鄰元分罩析（跨FE陜A，品Fi血ni名te替E口le斷me真nt校A映na束ly悶si飯s）輕的基盲本概寺念是悠用較康簡(jiǎn)單西的問們題代插替復(fù)慮雜問潤(rùn)題后戴再求鍬解。燥它將索求解沉域看腫成是船由許礙多稱有為有雅限元匆的小帆的互摟連子桐域組創(chuàng)成，盯對(duì)每撤一單法元假捧定一逼個(gè)合再適的采(較槳簡(jiǎn)單孤的）艱近似津解，雞然后厘推導(dǎo)邁求解卷這個(gè)懇域總?cè)诘臐M換足條針件(滲如結(jié)態(tài)構(gòu)的口平衡題條件同），你從而使得到圓問題傾的解酷。這雪個(gè)解塑不是熄準(zhǔn)確姐解，妄而是暗近似測(cè)解，繩因?yàn)榱軐?shí)際負(fù)問題碧被較毫簡(jiǎn)單肝的問躁題所宮代替幫。由煩于大樂多數(shù)嘗實(shí)際慘問題累難以景得到分準(zhǔn)確患解，丸而有虜限元臺(tái)不僅嘩計(jì)算會(huì)精度屆高，稻而且仁能適對(duì)應(yīng)各謹(jǐn)種復(fù)居雜形薄狀，餐因而踏成為綁行之?dāng)秤行е斓墓に谭植逦鍪稚涠?。?武.碧計(jì)算守模型側(cè)3.厚1茶模型食簡(jiǎn)化徒本次歲模擬如的樁凝為預(yù)要制鋼禁筋混扶凝土新方樁朵。截爭(zhēng)面尺街寸為懼25報(bào)0m荷m，說樁身鑄長(zhǎng)度成2狐0m慈；(食見圖舒1.掉1)以簡(jiǎn)化膏擊樁澡過程巴的錘塊擊沖伴擊荷眨載，今假設(shè)題為三漢角形尸的女脈沖層荷載恥形式靠，其運(yùn)持續(xù)你作用雪時(shí)間臺(tái)為5暈.0鋸ms侍，在侄2.為5m淋s時(shí)討荷載輛達(dá)到得最大估值字（5降00弱00底N）三；（憤見圖損1.寒2）府考慮趨到不淋同性湯質(zhì)的描土地董對(duì)于謊這個(gè)遷過程蛙也有冒不小巖的影萌響，喘在這擔(dān)里只些是考救慮兩握種極衣端的用情況背：一砌是土坐層性多質(zhì)極配好，克硬度樹無(wú)限敲大，吳樁端睛幾乎耽不能戴下沉蓄，這適種情紙況將城樁端厲視為授固定錘端；型另外聽一種擾情況束是土頂層時(shí)涌分軟往弱，雪樁端體在下稱沉過胳程中呢幾乎革不受史影響質(zhì)，此壺時(shí)將矩樁端溉視為寒自由姐端。世而實(shí)絲際情犬況必顏然是兔介于考這兩壓者之?dāng)嚅g的狐。豎圖1踐.1捷樁脹示意拜圖齡圖1冬.2亮叫沖擊齊荷載搜3.為2哈數(shù)值殖模型符由于敬是動(dòng)勉力問修題，喂在A脈NS考YS售/L蹈S-禮DY每NA舌中進(jìn)淹行。及選擇乳單元淘類型翼為S捉ol投id寸1準(zhǔn)64艘（有麥類似慎的例申子用恐這個(gè)采單元燦模擬鑒樁）沾；粥（見仍圖1蔥.先3鑰）庭材料舞特性惡定義劍為：峽線形逮、彈落性、紅軸對(duì)壯稱，壺密度鳴為2骨50闖0k東g/熊cm姑3習(xí)，彈總性模漠量2摟.7仔e1栗0，叉泊松悶比為諒0.島2；分（見逮圖1目.屆4息）胸參照輝實(shí)際擦，體必積模巧型尺紹寸為?。?選.2柔5m冬*0筆.2柴5m咐*2代0m僵；國(guó)（見爛圖1胃.范5止）容網(wǎng)格籍劃分錄時(shí)定撓義節(jié)丑點(diǎn)間本距為叢0.雀05伙m，殖正方宋形規(guī)鏡則網(wǎng)跨格劃足分；今（見遞圖1慈.絕6暮）恩邊界初約束雁情況音一為的一端勒固定歐，情備況二掀為自馬由端低；齡（見核圖1籠.填7砍）頂利用司Ls旅-p鐮re宿po肅st砌后處底理分茶析，鍋選取甘的分皮析點(diǎn)四見圖訊2.哪1、饞圖2貫.2??；上·哥在樁鴉底約踐束的摘情況剖下，治分析晌樁在臟動(dòng)力咳荷載絞下應(yīng)廳力隨服時(shí)間廳變化贊；（奸見圖散2.撥3）今·樁腎底約疼束的住情況怒下，賴選取話結(jié)點(diǎn)敬位移益變化率曲線迫；（院見圖饒2.斃4）京·樁鴉底約咳束的喚情況神下，查選取毒結(jié)點(diǎn)沿應(yīng)力秋變化炕曲線瘡；（咸見圖奸2.返5）鉆·樁收底自除由的牛情況槽下，提選取致結(jié)點(diǎn)公位移蹈變化向曲線霉；（扇見圖咬2.鵝6）伍·樁慮底約乎束的示情況療下，荒選取擋結(jié)點(diǎn)曲應(yīng)力嬌變化狀曲線謙；（尿見圖省2.閣7）罵圖1勉.線3誼單元籍類型圖so顯li純d1遙64金 缺圖1念.次4我定摟義材巾料屬戶性噸圖1瞧.摔5蜓識(shí)立體瑞模型肢（a牙）整知體困 截（b巡）局婚部等 使圖1植.莊6騎恨網(wǎng)格愈劃分周丙遙拒圖1景.嫩7丸畏PI勇LI摧NG委1情翼況下獲的樁塵底約魔束贊圖2卷.1視待位移叔分析呈節(jié)點(diǎn)灰選取坐圖月2.之2緒應(yīng)古力分呆析單喇元選遇取果（a援）0果.0評(píng)02肥s時(shí)我樁內(nèi)法應(yīng)力搜分布喉（b咬）蝦0.戚00范4s冤樁內(nèi)再應(yīng)力必分布捉（c北）0悲.0敢06預(yù)s樁寧內(nèi)應(yīng)癢力分仿布干 覽羞（d套）樁島內(nèi)出桑現(xiàn)應(yīng)速力最禾大值家（厚應(yīng)力乳波剛芝好傳斷到樁蔑底低）舅（t嶺=0境.0密08途5s敘；請(qǐng)σ眨ma蹲x玩=1痕02冬96特0礦Pa態(tài)；單某元6端3號(hào)潛）卸圖2蝦.3丸限樁底殿約束咐的情誕況下排樁內(nèi)其應(yīng)力辨變化今（a鋤）（侄b）膝（c眾）（課d）炮圖2霧.4紐論樁底辨約束洲情況竿下樁鎖上各雜點(diǎn)緊軸向黎位移熊變化香圖2撤.食5呼存樁底城約束娘情況掏下樁藏上各陡點(diǎn)竄軸向道應(yīng)力任變化棕圖2全.踐6降椒樁底暗自由熔情況口下樁變上各壽點(diǎn)位臘移變林化耽圖2瑞.合7薦沖樁底秋自由妄情況鞠下樁留上各危點(diǎn)鼓應(yīng)力宋變化味4牛.板結(jié)果剪分析需與討短論蹲4.貨1燈．校分析苦情況劇1—嘗—繼樁底煙約束榮的情桂況殲在圖柳2.磨4中神，捐由A識(shí)、B沒、C語(yǔ)、D護(hù)、E棟各點(diǎn)盒對(duì)應(yīng)焰的編研號(hào)可早從圖怕2.慧1中三看出揪，從匙A到彩E依熔次對(duì)煤應(yīng)從盲樁底晃到樁蜓端的占選取贊結(jié)點(diǎn)兵。由刪位移剩圖2賴.4獎(jiǎng)可以晨看出灶，樁蓬底面宮結(jié)點(diǎn)盤位移先變化湊曲線喪A始翅終為意0，妄這與慚樁底須約束士相符挪合。電其余胸各點(diǎn)靠的焦位移宰變化三，按枯照由產(chǎn)下到冬上的于順序虛一次襲出現(xiàn)妙了負(fù)高向位遣移的挎增長(zhǎng)爐，壽而且勞各點(diǎn)溫位移撇曲線芽變化僅率基福本一焦致。紹由于晨只加閉載了母一次耀沖擊放荷載忌，而俘樁底爸約束秤，故奪之后甜的時(shí)抄間里可，由淘于材恒料的盡彈性叨性質(zhì)格，各頌節(jié)點(diǎn)薄按照后從下僅到上煮的順亡序依劉次回嗎復(fù)之鋒前發(fā)侵生的尊位移械（即款產(chǎn)生陶了正瓦向位廊移）液。形結(jié)合棵圖2哪.5帽，重A到鍋E從標(biāo)下到息上依沃次對(duì)敗應(yīng)從望樁底腦到樁希頂?shù)乃垢鬟x勺取點(diǎn)哄（見構(gòu)圖2鉗.2奏），怠E對(duì)膽應(yīng)樁雙頂，指其應(yīng)均力變逗化曲法線很躲好地量符合橫了外怎加沖喂擊荷想載的叼變化鏡曲線泄，塘其余傲各節(jié)揭點(diǎn)按失照由您上到疾下的礦順序絮依次園發(fā)生捷應(yīng)力桿反應(yīng)徒，形呆狀類染似，冤當(dāng)應(yīng)紡力傳梢到樁洲底，推相比志于其秩它點(diǎn)唐的應(yīng)尾力，捉曲線框A則前出現(xiàn)叢了近顏2倍頁(yè)的應(yīng)缺力峰該值，禁這是腹由于叉在固扁定端師的約煙束下張，樁薄頂傳旱來的餡壓縮能應(yīng)力叫波經(jīng)瘋過樁價(jià)底的穗反射定后仍微為相榨同的航壓縮沸應(yīng)力閑波，撐入射碗波與孟反射券波疊蝶加而誕互相魚加強(qiáng)萄，故罪出現(xiàn)龍2倍差左右若的應(yīng)媽力峰備值。秤在這家之后承反射樣應(yīng)力漂波向它上傳街播，膠各節(jié)們點(diǎn)由升下到幣上依體次發(fā)蹦生應(yīng)融力變拋化，嘴與之片前的悄應(yīng)力慢波形倦基本釘一致盾?？膳跻钥搭~到B象曲線速0.泊00悲7—睛0.番01笨0之朽間的葛應(yīng)力先變化稿，這高是由榆于入蝴射應(yīng)判力波肯與反謹(jǐn)射應(yīng)媽力波佳在一穴定時(shí)侍間范接圍內(nèi)山重疊踐然后哪分開慣的過數(shù)程?；謭D2堂.3睡的（緞a）耍（b家）（技c）恐（d速），暮是在越?jīng)_擊聞荷載扣下樁都身內(nèi)裹應(yīng)力軌變化象，由攤于不勁會(huì)截刪取動(dòng)育畫，忽這里借只取柄了四退個(gè)特早征時(shí)津刻的熱應(yīng)力熄分布此圖分佳別為門0.施00憑2s確，0皇.0艷04飯s，辮0.月00誕6s肝和0謊.0獎(jiǎng)08甜5s騎對(duì)應(yīng)鎮(zhèn)的應(yīng)伶力分鼓布圖宵，其康中應(yīng)棚力波嘉在0電.0或06招s傳纖到了玻樁底掃，而故在0累.0膠08隔5s礦左右細(xì)出現(xiàn)咽了樁灶內(nèi)應(yīng)甲力幅灣值棕，為蛙σ厘ma剖x搶=1味02粘96悠0；艇發(fā)生醬在單陶元6緊3號(hào)足。拒4.答2．盤分析狀情況斜2烈——怕樁底慈自由結(jié)的情膝況澤情況職2對(duì)茂應(yīng)的駛樁底經(jīng)為自狹由端鞠，為陶便于怨進(jìn)行奪對(duì)比強(qiáng)，各截選取凱點(diǎn)的什位置蝶同情濤況1繞，在崇圖2抱.6有中，拼可以張看出莖在0酸.0擊06距s各報(bào)節(jié)點(diǎn)已的位脈移變綱化基努本與魂情況涂1中怪相同頁(yè)，因挺為這泳時(shí)應(yīng)甜力波貫尚未填傳到聚樁底株，隨襲著應(yīng)球力波跟的傳購(gòu)播和咐反射險(xiǎn)，各標(biāo)點(diǎn)位噸移繼霸續(xù)發(fā)財(cái)展，扯各點(diǎn)載位移孤先后誤進(jìn)一西步向斷負(fù)向曲擴(kuò)大雹，最羅終趨源于一每致。永圖2廣.7雕為樁辮底自唉由的斤情況星下，捏樁身政各部已位應(yīng)旺力變絡(luò)化曲癢線。蠻同樣層的，掩位于徑樁頂幼的單臣元E述應(yīng)力斧曲線摩很好屢的符忘合了蝴外加頑沖擊耕荷載輛的變勝化。盛而后和各個(gè)被單元爬根據(jù)租應(yīng)力沿波的溪傳播觸方向聯(lián)，依暢次出負(fù)現(xiàn)應(yīng)稻力波攏形，買不同捏的是庫(kù)當(dāng)應(yīng)嶄力波燃傳到紅樁底洋反射孕時(shí)，雄由于催樁底敵為自圈由端銅，所跡以反摔射回齡來的替是拉稼應(yīng)力折波，春這與愈傳來羞的壓速應(yīng)力留波疊角加后移相互牙抵消游，所遇以樁傘底單萬(wàn)元對(duì)獸應(yīng)的丹應(yīng)力令曲線峽A始婚終為朱0，盤而后總拉應(yīng)葵力波列向上廢傳播態(tài)，各蝴個(gè)單尿元由涉下到披上依垮次出竟現(xiàn)形著狀相撐同的帖拉應(yīng)蔑力波凡形。鉗4.代2．亮結(jié)合慧實(shí)際范工程務(wù)討論筑依據(jù)鍋這兩眾種情掩況的亞分析勻，可鴿以推穿斷出尖一般差情況鄰的位浴移及值應(yīng)力夾變化停，對(duì)童于一蝶般情漆況的難位移蛋應(yīng)力省變化多曲線曠應(yīng)該嘗是這涼兩種掠極端舊情況樸的線付性組勒合。峰對(duì)于先實(shí)際沃工程撐中，槍打樁防施工跟過程容，當(dāng)泥錘擊薪產(chǎn)生好的沖蔽擊荷眠載作每用到處樁頂廳，會(huì)吳產(chǎn)生疤一個(gè)雕沿樁夸身向群下傳拜遞的砌壓縮終應(yīng)力脹波，回若在上較硬乏的土廁層區(qū)恒域打無(wú)樁，舞則通查過樁獸底反葵射而垂回的描應(yīng)力蓄波更悄接近襲于壓僻縮應(yīng)榆力波姑，這畢時(shí)候講，在蒜入射拉、反吧射應(yīng)庭力波鞠的疊塊加下饑，會(huì)火在樁祝底部駛位產(chǎn)腫生一親個(gè)較遵高水鍋平的爆壓應(yīng)滿力，窩故在送硬土愧區(qū)域奶的打忽樁施援工，鍛應(yīng)當(dāng)胖注意借驗(yàn)算丸錘擊殃產(chǎn)生俯的最切大壓排應(yīng)力構(gòu)，以跪防幅鞠值過鬧大的那沖擊團(tuán)荷載謹(jǐn)將樁躲身下雹部分依壓碎匠，從規(guī)而產(chǎn)克生對(duì)祥于工憂程的擦不良萍影響招。減療小應(yīng)毫力峰粉值，媽延長(zhǎng)阻沖擊揚(yáng)荷載礎(chǔ)作用鳳時(shí)間嘗，重偉錘低淚擊是攜較為鴨有效豆的方委法。散而對(duì)鳥于較預(yù)為軟敘弱的宵土層而區(qū)域飯，由腦于樁鐘底的脖應(yīng)力尖反射辰波為壁拉應(yīng)腔