基于PFEM法的黄土地基振杆密实过程大变形分析.pdfVIP

第５４卷第１期东南大学学报(自然科学版)Ｖｏｌ.５４Ｎｏ.１

２０２４年１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)Ｊａｎ.２０２４

ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－０５０５.２０２４.０１.０１３

基于ＰＦＥＭ法的黄土地基振杆密实过程

大变形分析

１２２３１

高常辉刘松玉杜广印郁培阳吴燕开

１

(山东科技大学土木工程与建筑学院ꎬ青岛２６６５９０)

２

(东南大学交通学院ꎬ南京２１１１８９)

３

(长江水利委员会长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室ꎬ武汉４３００１０)

摘要:采用粒子有限元方法(ＰＦＥＭ)及结构性土的本构模型ꎬ对振杆密实法加固砂质黄土地基的大变形

过程进行了数值模拟研究ꎬ分析了振杆贯入过程中周围土体的位移场、应力场、速度场以及塑性体应变等

分布规律ꎬ揭示了砂质黄土地基深层振动密实机理.结果表明:现场实测和数值模拟获得的地面垂直振动

速度峰值变化趋势较为一致ꎬ验证了粒子有限元方法的可靠性ꎻ垂直激振的振杆能够同时引起土体垂直方

向和水平方向上位移场、应力场和速度场的变化ꎻ在距振源水平距离５Ｒ(Ｒ为振杆半径)范围内ꎬ土颗粒以

半梭形向外扩展并趋于密实ꎬ同时水平应力大幅增加并产生预压效果ꎻ以塑性体应变作为加固范围的评价

标准ꎬ结果表明土体径向加固范围随振杆贯入深度增加而略有增大ꎬ最大径向加固范围约为３.２Ｒꎬ且振杆

底端以下１Ｒ~２Ｒ范围亦有密实效果.

关键词:粒子有限元ꎻ振杆密实法ꎻ大变形ꎻ数值模拟ꎻ砂质黄土ꎻ结构性土

中图分类号:Ｕ４７２.１文献标志码:Ａ文章编号:１００１－０５０５(２０２４)０１￣００９９￣１１

Ｌａｒｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖｉｂｒａｔｏｒｙｐｒｏｂｅｃｏｍｐａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ

ｏｆｌｏｅｓｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎｐａｒｔｉｃｌｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ

１２２３１

ＧａｏＣｈａｎｇｈｕｉＬｉｕＳｏｎｇｙｕＤｕＧｕａｎｇｙｉｎＹｕＰｅｉｙａｎｇＷｕＹａｎｋａｉ

１

(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅꎬＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＱｉｎｇｄａｏ２６６５９０ꎬＣｈｉｎａ)

２

(ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎꎬＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１１１８９ꎬＣｈｉｎａ)

３

(ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ