預(yù)制樁打樁過程的非線性有限元分析.pdf

1、預(yù)制樁打樁過程是一個非線性過程，對打樁施工過程的影響主要來自工程地質(zhì)條件、樁的設(shè)計參數(shù)、打樁機械參數(shù)及工藝三個方面。本文利用非線性有限元分析軟件ABAQUS對打樁過程進行建模、分析。 針對打樁機械參數(shù)，主要研究了錘重、落高、錘墊和樁墊等參數(shù)對沖擊力峰值、沖擊力作用時間、最大壓應(yīng)力、最大拉應(yīng)力及貫入度的影響。 針對樁體設(shè)計參數(shù)，主要分析了樁型、樁徑、樁長、樁身材料等對打樁過程的影響。在研究時，引入樁身阻抗來分析材料對打樁過

2、程的影響，使用長細比來分析樁徑、樁型和樁長對打樁過程的影響。 針對工程地質(zhì)條件，主要分析土的物理、力學特性、土層分布等對打樁過程的影響。本文引入樁土剛度比來反映工程地質(zhì)條件對打樁過程中貫入度的影響。并根據(jù)土的特性選擇合適的施工流程。 通過模擬分析得出主要結(jié)論如下： （1）沖擊力持續(xù)時間僅與樁錘質(zhì)量有關(guān)，而與樁錘落高無關(guān)。 （2）落高與錘重對最大Mises應(yīng)力都有影響，但是，落高產(chǎn)生的最大Mises應(yīng)力遠大

3、于錘重產(chǎn)生的最大Mises應(yīng)力，且增加落高導致應(yīng)力的提升遠比增加錘重導致的應(yīng)力提升高很多（3倍左右）；預(yù)制樁中的拉應(yīng)力基本上隨落高的增加而增大，但落高在1～2m之間時，拉應(yīng)力變化不大，當超過2m后拉應(yīng)力上升較快；而增加錘重并不會使預(yù)制樁中拉應(yīng)力提高。 （3）樁頭受到的沖擊力峰值隨著樁墊剛度的增加而提高；沖擊力的持續(xù)時間隨著樁墊剛度的增加而降低；放置樁墊可以吸收大量的樁體回彈變形能，從而降低樁體內(nèi)的拉應(yīng)力，其效果隨樁墊剛度的增加而