土體與結(jié)構(gòu)界面復(fù)雜接觸變形行為的研究與應(yīng)用.pdf

1、論文以泰州長(zhǎng)江公路大橋南塔樁基工程為工程背景，分析了土體-結(jié)構(gòu)界面在復(fù)雜應(yīng)力路徑下的復(fù)雜變形行為問(wèn)題，在界面復(fù)雜應(yīng)力路徑下的界面行為概念的基礎(chǔ)上提出造型單元的概念，借助MAPLE符號(hào)計(jì)算軟件和ABAQUS有限元分析軟件進(jìn)行造型單元算法編程、用戶(hù)單元子程序二次開(kāi)發(fā)以及相關(guān)工程模型的計(jì)算與分析。本文主要的研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下：
　　 (1)根據(jù)接觸非線(xiàn)性理論和樁-土物理力學(xué)特性不同的特點(diǎn)，建立樁-土界面接觸單元，首先推導(dǎo)能以反映

2、樁-土界面滑移的剛度矩陣，然后提出處理滑移變形的均勻化方法。
　　 (2)采用ABAQUS軟件的用戶(hù)子程序接口，編制樁-土界面接觸單元，可以描述接觸單元在循環(huán)荷載作用下的塑性應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)和殘余相對(duì)位移，在荷載水平分量作用下的界面脫開(kāi)現(xiàn)象，以及接觸剛度的非線(xiàn)性增長(zhǎng)與衰減特性。這樣，樁-土界面的一些重要特性可以通過(guò)有限元的方法得以體現(xiàn)。
　　 (3)結(jié)合前人的相關(guān)試驗(yàn)和理論成果，提出了反映界面在復(fù)雜應(yīng)力路徑下的行為特性的界面行為

3、概念，并將應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)中的Nurbs樣條曲線(xiàn)引入到造型單元中。給出了樣條造型單元的變形求解方法，用Maple軟件編程產(chǎn)生數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并用ABAQUS軟件的用戶(hù)子程序接口調(diào)入數(shù)據(jù)和配合單元子程序接口編制樁-土界面接觸單元。結(jié)果表明，這種造型單元可以很好地模擬復(fù)雜應(yīng)力路徑下的土體-結(jié)構(gòu)界面的復(fù)雜變形行為，指出了其廣泛的應(yīng)用前景。
　　 (4)通過(guò)對(duì)泰州長(zhǎng)江公路大橋南塔群樁基礎(chǔ)的靜力計(jì)算分析，驗(yàn)證了在大型橋樁系統(tǒng)中，

4、利用ABAQUS軟件的用戶(hù)單元子程序接口進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，編制樁-土接觸單元，并與其它有限元三維模型結(jié)合并進(jìn)行分析的可行性，為在大型有限元模型中進(jìn)行局部單元二次開(kāi)發(fā)提供實(shí)踐依據(jù)。同時(shí)，靜力計(jì)算分析的結(jié)果也有相應(yīng)的工程參考價(jià)值。
　　 (5)以大直徑超長(zhǎng)鉆孔灌注樁為研究對(duì)象，研究了有限元模型中樁-土界面不同設(shè)置對(duì)超長(zhǎng)樁荷載傳遞性狀的影響，對(duì)單樁與群樁的特點(diǎn)分別予以探討。
　　 最后，得到了本文研究工作的主要結(jié)論，對(duì)進(jìn)一步研究工