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桩土耦合体系接触面切向刚度数据拟合研究

刘欣  
【摘要】:桩土接触问题一直是土木工程中的难点问题之一,其接触面参数的取值问题更是给模拟分析结果带来了众多不确定性,而切向刚度作为接触面参数的重要指标,主要能够影响桩土体系中桩基与土体之间发生的相对滑移危害。为了更好地研究这方面的问题,引入摩尔-库仑和颗粒流理论,运用室内试验与有限差分法分析相结合的方法,以探究接触面切向刚度的取值方法。主要进行了以下几个方面的工作:(1)概括总结桩土接触问题的研究现状,总结各种试验技术和数值模拟成果,深入分析桩土接触面单元的力学行为,为接触面切向刚度的研究奠定理论基础。(2)采用摩尔-库仑和颗粒流理论,分析桩土接触面切向刚度的影响因素,确定可用于定量计算的因素,并将其分类处理。(3)结合工程地质资料与室内桩土试验成果,分析竖向荷载作用下,桩身侧摩阻力的变化规律。采用回归分析探究,能够反映接触面切向刚度与外部因素关系的回归模型。建立切向刚度与两类影响因素之间的数学关系,通过Matlab数值分析软件,进行三维立体曲面拟合,确定其取值的合理数量级,为桩土接触面参数取值方法提供参考。(4)建立桩土耦合体系三维立体模型,通过有限差分法分析接触面切向刚度对桩土体系工作性能的影响,并验证建立数值描述方法的合理性与可行性。


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