[发明专利]一种桩基动力反应离心机试验数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种桩基动力反应离心机试验数值模拟方法，通过建立正确的砂土实体单元模型正确模拟实验环境，并在建立桩‑土相互作用有限元模型时，通过引入二维四节点桩身实体单元并赋予其与实验相同的桩身材料本构模型，并在桩‑土作用节点处加入弹簧单元来刻画桩‑土的动力相互作用，最后采用合适的边界条件以及地震波加载方式，从而尽可能地还原实际液化场地桩基动力反应的离心机试验，使得该模拟方法能够有效预测自由场地、单桩和群桩在动力条件下的反应。本发明的液化场地下桩基动力反应离心机试验数值模拟方法简化了建模步骤，提高了计算效率，保证了计算精度，解决了桩‑土相互作用的分析难题，因而具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种桩基动力反应离心机试验数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取液化场地桩基动力反应离心机实验数据；(2)基于OpenSees平台，根据步骤(1)中的离心机试验建立桩‑土相互作用有限元模型：S1、建立匹配步骤(1)的离心机试验中的砂土层有限元模型，并将所述砂土层有限元模型划分成若干个砂土实体单元；S2、在所述砂土层有限元模型中建立桩身，所述桩身由若干二维四节点桩身实体单元组合而成，其中，所述桩身实体单元与所述砂土实体单元在接触面上具有相同的长度或宽度；S3、赋予所述桩身实体单元OpenSees材料库中的匹配步骤(1)中离心机试验的桩身材料本构模型；S4、在所述砂土实体单元和所述四节点实体单元之间施加弹簧单元，用于模拟所述砂土实体单元和所述桩身实体单元间的相互作用；(3)对所述桩‑土动力相互作用有限元模型施加动力条件进行模拟，并计算桩‑土相互作用有限元模型的弯矩：M＝F×L，其中，F表示模拟时所述桩身实体单元所受的剪切应力，L表示所述桩身实体单元的长度；(4)导出步骤(3)中的弯矩数据并与步骤(1)中的所述离心机实验数据比对。