一种基于反向自平衡试桩法快速获得基桩承载力的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115233753A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202211059400.0G06F30/23(2020.01)(22)申请日2022.08.31(71)申请人湖北工业大学地址430068湖北省武汉市洪山区南李路28号(72)发明人刘永莉徐静肖衡林鲍天席铭洋薛田甜冯东伟陈智(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222专利代理师杨宏伟(51)Int.Cl.E02D33/00(2006.01)E02D27/12(2006.01)E02D5/52(2006.01)E02D5/74(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种基于反向自平衡试桩法快速获得基桩承载力的方法(57)摘要本发明公开了一种基于反向自平衡试桩法快速获得基桩承载力的方法，采用abaqus软件进行反向自平衡试桩模拟，首先建立反向自平衡试桩模型，然后对模型的各个部件赋予相应的材料属性参数，将各个部件装配在总体坐标系中，预留上下桩之间合适的初始间距，之后在分析步模块中选取分析类型，相互作用模块中设置接触界面类型，之后载荷模块中设置便边界条件，按照反向自平衡试桩法进行加载获得载荷位移曲线，根据反向自平衡试桩法的计算方法得到基桩承载力。本发明无需复杂漫长的试验桩，也无需原位的工程桩试验，大大降低了工程周期，提高了施工效率。CN115233753ACN115233753A权利要求书1/2页1.一种基于反向自平衡试桩法快速获得基桩承载力的方法，采用abaqus软件进行反向自平衡试桩模拟，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立反向自平衡试桩模型，在abaqus软件的部件模块中，根据工程桩现场勘测资料确定基桩尺寸以及土体参数分布，计算或估算的桩平衡点位置，建立反向自平衡试桩模型，部件类型选取可变形部件；所述反向自平衡试桩模型包括上段桩、下段桩和桩周土体；步骤2、根据工程桩现场勘测资料确定桩基和周围土体的材料属性，在abaqus软件的属性模块中，对桩身和桩周土体分别赋予各自材料参数，其中桩身采用线弹性模型，土体采用弹塑性模型；步骤3、abaqus软件的装配模块中，将创建好的部件装配在总体坐标系中，同时在上段桩与下段桩之间预留一定的初始间距；步骤4、在abaqus软件的分析步模块中，选取的分析步有两个，一个是通用里的Geostatic分析步，另一个通用里的StaticGeneral分析步，Geostatic分析步主要用于地应力平衡分析，StaticGeneral分析步主要用于桩土接触和基桩加载分析；步骤5、在abaqus软件的相互作用模块中设置接触界面类型；步骤6、在abaqus软件的载荷模块中，确定桩土的边界条件，土体模型顶部为自由边无约束，底部采用固定约束，外侧为径向的位移约束；桩顶部自由无约束；步骤7，在abaqus软件的网格模块中，对建立的部件进行网格划分；步骤8、加载分析，具体如下：步骤8.1、去掉反向自平衡试桩模型中的桩，仅对土体进行地应力分析，对桩与土的侧面和底面施加位移约束，对土体施加自重荷载，采用Geostatic分析步进行土体应力自平衡计算；步骤8.2、在载荷模块中，进行桩土接触计算，模拟成桩后土体对桩的荷载作用；在第二个Geostatic分析步中加入桩，取消桩与土的位移约束使桩土接触，同时计入了桩自重的影响；步骤8.3、在载荷模块中，进行桩身加载；在StaticGeneral分析步中对上段桩桩底施加向上的均布荷载，同时下段桩桩顶施加向下的均布荷载；步骤8.4、在载荷模块中，在新建的StaticGeneral分析步中卸掉桩身施加均布荷载，用于模拟桩卸载受力状态；步骤8.5、在载荷模块中，进行桩顶加载，在新建的StaticGeneral分析步中对上段桩桩顶施加向下的均布荷载，同时下段桩桩顶施加向上的均布荷载，完成反向自平衡试桩模型的加载分析；步骤9、在任务模块中，创建分析作业并提交计算，之后生成inp计算文件；步骤10、在abaqus软件的可视化模块中，从任务模块输出数据库中获得反向自平衡试桩模型和加载分析结果信息，进行后续数据处理分析，所述后续数据处理分析包括等值线云图、矢量图、网格变形图及XY曲线图。2.根据权利要求1所述基于反向自平衡试桩法快速获得基桩承载力的方法，其特征在于：步骤1中，所述反向自平衡试桩模型创建类型包括三维模型、二维平面模型和轴对称空间模型，所述轴对称空间模型为二维平面模型的一半。2CN115233753A权利要求书2/2页3.根据权利要求2所述基于反向自平衡试桩法快速获得基桩承载力的方法，其特征在于：所述反向自平衡试桩模型为轴对称空间模型，桩周土体分层设置，土体模型竖直方向为基桩总长的1.5‑3倍，土体水