循環(huán)荷載下基于薄層邊界面模型的樁土界面特性分析.pdf

1、豎向循環(huán)荷載作用下樁土界面的力學特性對樁土相互作用及樁基應力變形有著決定性的影響，樁基與樁周土的相互作用從根本上歸結于土-結構接觸面問題。接觸面問題歷來是巖土領域的研究重點之一，如何全面準確地反映出循環(huán)荷載作用下接觸面復雜的力學特征和體變規(guī)律對解決土與結構相互作用問題至關重要。通過采用更精確的接觸面模型可以更好地揭示樁基應力變形特征。
　　本文對現有的薄層界面邊界面模型進行修正，使其能夠在加、卸載過程中對應變硬化和軟化特征都能適用

2、;采用該模型建立循環(huán)荷載下的隱式迭代算法，考慮CNL和CNS邊界條件，在單調和循環(huán)荷載作用下對砂土進行數值剪切試驗;將薄層界面邊界面模型作為荷載傳遞函數引入到樁基的承載性狀分析中，建立簡化的單樁數值分析模型，研究樁在循環(huán)荷載作用下的承載性狀;對循環(huán)荷載下考慮該薄層界面邊界面模型的樁基有限元分析做了初步嘗試，借助于ABAQUS所提供用戶子程序接口UINTER，編制了薄層邊界面模型隱式算法迭代程序，探討UINTER子程序在樁-土接觸面問題上

3、的適用性，通過與Goodman接觸單元和庫倫摩擦接觸的對比分析，進一步說明各種模型的特點。
　　主要結論如下:
　　(1)經修正后基于土體狀態(tài)參數建立的薄層邊界面模型，能夠描述循環(huán)荷載作用下土-結構接觸面包括硬化軟化特征以及法向切向耦合特性在內的復雜的應力應變關系。
　　(2)土-結構接觸面在循環(huán)荷載作用下，在總體上，循環(huán)剪應力隨著循環(huán)次數而不斷減小最后保持穩(wěn)定，累積體積變形隨循環(huán)次數不斷增加，但增長速率減小且最后以體

4、縮為主;在每一次循環(huán)中體縮、體脹交替出現，而體縮體脹的相對趨勢受到各因素的影響。
　　(3)樁土接觸面和土-結構接觸面的力學特性和體變規(guī)律及各因素對其的影響類似;樁側摩阻力的退化與加載水平、法向應力、初始孔隙比、相對粗糙度有著密切關系;循環(huán)應力歷史通過不斷改變土體的初始應力狀態(tài)繼而影響了后繼加載性能。
　　(4)借助于ABAQUS的二次開發(fā)平臺UINTER，可以實現接觸面自定義的本構模型在ABAQUS有限元中的應用;ABAQ