基于ANSYS的地基極限承載力分析.pdf

1、地基承載力是土力學(xué)的三大經(jīng)典問(wèn)題(邊坡穩(wěn)定、土壓力、地基承載力)之一，也是地基設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要課題。地基的極限承載力是地基內(nèi)部整體達(dá)到極限平衡時(shí)的荷載，又稱(chēng)為極限荷載。目前，求解極限荷載的方法有兩種：一類(lèi)是根據(jù)極限平衡條件建立微分方程，根據(jù)邊界條件求出地基整體達(dá)到極限平衡時(shí)各點(diǎn)的精確解。由于這一方法只對(duì)一些簡(jiǎn)單的條件得到了解析解，其它情況則求解困難，故不常用；另一類(lèi)求極限承載力的方法為假定滑動(dòng)面法，通過(guò)基礎(chǔ)模型的試驗(yàn)，研究地基的滑動(dòng)面形

2、狀，并簡(jiǎn)化為假定滑動(dòng)面，然后以滑動(dòng)面所包圍的土體作為隔離體，根據(jù)靜力平衡條件求解。這種方法概念明確，計(jì)算簡(jiǎn)單，得到廣泛應(yīng)用。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是巖土材料的非線(xiàn)性彈塑性有限元計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多適合于巖土材料的大型通用有限元軟件，其前、后處理的功能越來(lái)越強(qiáng)大，為利用有限元法進(jìn)行地基承載力的模擬創(chuàng)造了條件。通過(guò)Ansys模擬計(jì)算地基極限承載力的方法有兩種，增量加載和強(qiáng)度折減，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在這方面做了許多研究。

3、 本文在分析研究國(guó)內(nèi)外有關(guān)地基極限承載力理論及研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，利用ANSYS軟件對(duì)均質(zhì)地基的極限承載力進(jìn)行了模擬。分析表明，彈性模量E和泊松比v對(duì)極限承載力的影響不大，但是，粘聚力c、摩擦角ψ、剪脹角ψ對(duì)極限承載力的影響很大。有鑒于此，在計(jì)算過(guò)程中要選擇合適的屈服準(zhǔn)則及與其相匹配的相關(guān)參數(shù)；剪脹角ψ對(duì)極限承載力影響的定量大小，至今沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，不同研究者的分析結(jié)果也相差較大，但是，剪脹角ψ對(duì)極限承載力下地基破壞趨勢(shì)的影響，研究者都

4、有相似的結(jié)論，本文在這方面也做了一些分析；對(duì)于在有限元中極限承載力的判斷方法，本文也作了一些探討，分析認(rèn)為，計(jì)算不收斂是最主要的判據(jù)，位移突變?cè)诩裘浗禽^小時(shí)(ψ<ψ/2)不明顯，在剪脹角較大時(shí)(ψ>ψ/2)比較明顯，這方面的分析還需要進(jìn)一步的討論和檢驗(yàn)。通過(guò)本文的分析，作者認(rèn)為用Ansys軟件分析土的極限承載力是可行的。如果簡(jiǎn)化模型合理、網(wǎng)格劃分適當(dāng)、選擇合適的屈服準(zhǔn)則，Ansys軟件能夠模擬復(fù)雜的邊界條件、復(fù)雜的材料類(lèi)型和復(fù)雜的荷載條