基于Flac3D软件模拟桩基加载实验

发表时间：2017-12-13T09:59:49.733Z 来源：《科技中国》2017年8期 作者： 周丹

[导读] 本文通过FLAC3D软件模拟技术，分析在不同地质条件下，通过桩基加载，分析桩身的应力变化，从而得出桩自身所能承受的最大荷载，起到了检验桩基承载力是否满足设计需求的作用。

摘要：随着我国经济飞速发展，桩基工程在工程领域得到了更广泛的应用，但由于受不同工程地质条件影响，在一些复杂地质条件下，多出现桩基础承载力不足，引起桩基失稳，建筑工程破坏等诸多现象，从而带来不可挽回的损失。本文通过FLAC3D软件模拟技术，分析在不同地质条件下，通过桩基加载，分析桩身的应力变化，从而得出桩自身所能承受的最大荷载，起到了检验桩基承载力是否满足设计需求的作用。

关键词：桩，承载力，数值模拟，Flac3D

通过人们不断的工程实践，总结出多种验证桩基础承载力的办法，如通过对实际桩基进行静、动试验测定，此类方法称为直接法；如通过其它的科技手段，主要包括原位测试等。本文通过FLAC3D软件模拟技术，确定桩基承载力，省时省力。 1工程概况

广西某知名公司，因生产需求，急需扩充仓库及生产车间，构筑物基础采用桩基础，该场地通过地质钻探及室内岩土实验得出下表。

根据以上参数，结合设计需求，厂房基础采用桩基，其持力层选择为⑤-2完整灰岩岩层，地基承载要求≥300kPa，桩身混凝土强度采用C30。

2模型建立

结合表1-1岩土参数，运用FLAC3D建模技术，对桩基进行模拟分析，在模拟前，为了简单有效的反应模拟的过程。假定一般如下： 1）土是均匀的，各项同性的理想弹塑性材料； 2）假设桩身是线弹性模型； 3）模拟采用空间轴对称进行； 4）桩的变形和土体的变形相协调； 5）土体自重引起的应变不计[1]。

从而得出初始状态，即无荷载作用下的桩基在岩土中的数学模型，如图2-1。

3桩基加载实验模拟

本文通过FLAC3D模拟技术，分析在桩基加载的情况下，桩自身应力不同位置的变化，从而达到验证在实际加载中桩基是否达到要求的作用。此次桩基加载模拟主要以加载2240KN和加载10080KN为例，分析其应力变化规律及桩顶、桩底变形情况。 对桩基进行加载2240KN模拟，其桩身的应力应变图如图3-1、3-2。

由上图可知，在加荷初期，桩土之间产生位移，桩顶的侧摩阻力要先于桩侧和桩端发挥，只有极少量的荷载传递到桩尖处，随着荷载的逐渐增大，侧摩阻力会在更多的桩段之间发挥出来，桩端出的支撑作用也就渐渐显现出来，如果荷载继续增加，则渐渐转变为桩端承担所有的荷载[2]-[4]。在不同加载作用下，桩顶、桩底变形统计如表3-1。

4总结

本文主要应用FLAC3D软件模拟技术，模拟桩基加载的情况，分析其自身的应力变化及位移情况，从而论证桩基设计合理性。通过数学建模可以更加全面的分析桩基在加载过程中的应力变化情况，可被较广泛应用在工程建设中，省时省力，在当与其他检测方法共同使用时，更可以大大提高工程质量。参考文献

[1]郑剑雄.软质岩石桩桩端岩石变形破坏机理的研究.福建建筑，2000

[2]邢皓枫,孟明辉,何文勇.基于结构面力学特性的嵌岩桩侧摩阻力分布分析[J].岩土工程学报,2012 [3]Kraft L M, Foeht J A, Amerasinghe S F. Frietion capacity of Piles driven into clay. Journal of the Geotechnieal Engineering Division. ASCE, 1981

[4]刘兴远.郑颖人.影响嵌岩桩嵌岩段特性的特征参数分析[J].岩石力学与工程学报.2000