桩界面参数取值

今天来写点桩界面单元取值的问题~之前草草细细都讲过一些，但问的人还是太多，直接再开一篇吧~

先看相关参数。看参数我觉得还是看英文界面更容易对应。（因为大多数参数由于翻译的人对专业词汇的把握程度不同，翻译过来可能完全是另一个东西。）

中文界面

英文界面

so，我们重新理解一下。

1）最终剪力

最终剪力，英文界面上叫Ultimate Shear Force。Ultimate，软件翻译为最终，根据《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》,Ultimate理解为“极限”。这很关键。

“最终剪力”在用户手册中给出的求法：

把最终还原为“Ultimate”，所以可知用户手册这里的翻译很可能是“采用极限侧摩阻力的结果”，实际上正文中也给出了这样的语句（绿色框框）“如果计算出的极限侧摩阻力为50kN/m^2……”

这就很好理解了，最终剪力的输入有两种方法：

A) "最终剪力”输入桩的极限侧摩阻力时，桩界面厚度输入桩的周长。

B):"最终剪力”输入桩的极限侧摩阻力*桩的周长时，桩界面厚度输入单位厚度。

推荐按B方法输入。后文的描述基于B方法进行，也即界面单元厚度都输入单位值。

2）剪切刚度模量（Kt，单位kN/m^3）和法向刚度模量（Kn，单位kN/m^3）

剪切刚度模量Kt=最终剪力÷桩的允许沉降值。

法向刚度模量Kn=水平地基反力系数，或11Kt（后文见详情）。

A)根据最终剪力和桩的允许沉降值确定

每个地区桩的允许沉降值各不相同，若无地区经验，可按照桩径估计。一般情况下直径800mm以下的中小型桩，允许沉降40mm。大于800mm的大型桩，允许沉降不大于直径D的0.05倍。

B）参考界面助手公式来推算

桩界面用于模拟桩和土之间的摩擦行为，所以摩擦性质取决于桩土各自的性质（或相对性质），可以根据桩土材料性质推算剪切刚度模量和法向刚度模量值。（所以可见，桩界面参数应该根据桩土接触的范围，以及桩穿过的地层，定义若干组参数，每层土对应的界面参数各不相同）

界面助手公式：(此处公式有待考证)

，

式中：

Tv为虚拟厚度系数，一般取值范围为 0.01~0.1，岩土和结构构件的强度差越大，输入的值越小。（虚拟厚度的取值可以简单理解为，虚拟厚度系数体现为摩擦的影响范围，性质差异越大，摩擦的发生越近似的收敛于一个面，影响范围越小。性质差异越小，摩擦呈现条带状，影响范围越大。）

vi为界面泊松比，取0.45。

Gi=R×Gsoil，R为强度折减系数。假如接触强度都不做折减，R=1,Gi=Gsoil

则E0ed,i=2×Gsoil×（1-0.45）/（1-2×0.45）=11Gsoil。

所以

可知：Kn≈11Kt。

举个例子。某粘性土G=5600kN/m3，桩极限侧摩阻力50kPa，桩径1m，C35，桩长L=20m，桩允许沉降值25mm。求桩土界面性质。

求法1：用桩侧摩阻力。

最终剪力=50*1*3.14=157kN/m2，桩界面厚度1m。

Kt=157/0.025=6280kN/m3,  Kn=11Kt=69080kN/m3。

求法2：用土剪切模量。

Kt=5600/L/Tv=280/Tv，剪切模量大约在2800~28000之间。

至于Kn，乘以11就可以了。

以上内容基于对官方用户手册和分析手册的理解整理得到，但是，整理的过程，我发现英文的分析手册和中文的公式甚至都对不上。。

所以，我的常用办法还是反算，具体办法：使用时还是正常添加桩界面单元，添加桩设计荷载（这个一般是明确的），计算后看桩的轴力是否跟设计值一致，如果不一致就调整桩界面参数，直到参数一致为止，虽然麻烦，但是多数时候是凑效的。

如果有不同见解，欢迎提出，提出就是你对~