桩激励振动在软土中的传递

2年前浏览2398

用离散元做动力特性的比较少，前面使用比较经典的落球试验证实了离散元中模拟振动传递及其衰减的可行性（PFC模拟振动衰减）。本文采用桩作为波的输入装置，在桩底平面处布置测点来研究振动的衰减。基本的模拟顺序为：成样、自重、插桩、给参数、振动。

这里成样采用的分层压缩法，生成1*0.5的试样。



new def par    width=1.0    height= width*0.5         y_vel=10.0        cengshu=8.0    pengzhangxishu=5.0    tbjipei=table.create("jipei")    table(tbjipei,0.004)=0.1    table(tbjipei,0.005)=0.12    table(tbjipei,0.0055)=0.14    table(tbjipei,0.006)=0.3    table(tbjipei,0.0065)=0.6    table(tbjipei,0.007)=0.8    table(tbjipei,0.0075)=0.95    table(tbjipei,0.008)=1     poro=0.12    ;dengchaxian=0.02end@pardomain extent [-height*10] [height*10]set random 10001wall generate box [-width*0.5] [width*0.5] [-height*0.5] [height*(pengzhangxishu-1)-height*0.5] expand 1.5cmat default model linear method deformability emod 100e6 kratio 1.5 

def create_sample    tb_ceng=table.create("ceng_poro")    loop n(1,cengshu)        dibuzuobiao=-height*0.5 height*(n-1)/cengshu        dingbuzuobiao=-height*0.5 height*(n)/cengshu                pengzhangGaoDu=dingbuzuobiao height*(pengzhangxishu-1)/cengshu           command            wall delete walls range id 3            wall create id 3 vertices [-width*0.5*1.5] [pengzhangGaoDu] [width*0.5*1.5] [pengzhangGaoDu]         endcommand        poroceng=poro;-(n-(cengshu 1)*0.5)*dengchaxian/(cengshu-1)        table(tb_ceng,n)=poroceng          keligeoup=table.size(tbjipei)        Vs=height*width*(1-poroceng)/cengshu         cenggName=string.build("ceng%1",n)        loop m(1,keligeoup)            keligid=keligeoup 1-m            vslocal=0            if keligid=1 then                vslocal=Vs*table.y(tbjipei,keligid)            else                            vslocal=Vs*(table.y(tbjipei,keligid)-table.y(tbjipei,keligid-1))            endif            kelinum=vslocal/(math.pi*(table.x(tbjipei,keligid)*0.5)^2)            command                 ball generate radius [table.x(tbjipei,keligid)*0.5] number [math.ceiling(kelinum)] box [-width*0.5] [width*0.5] ...                    [dibuzuobiao] [pengzhangGaoDu] group @cenggName tries 20000                ball attribute density 2.7e3 damp 0.7            endcommand        endloop                 command            wall attribute yvel [-y_vel] range id 3            solve time [(pengzhangGaoDu-dingbuzuobiao)/y_vel]                        wall attribute yvel 0 range id 3            cycle 2000        endcommand            endloopend@create_samplesolvesave sample

成样的结果为：

第二步是加自重：

restore sampleset gravity [80*9.8/width]cycle 1 solve

save zizhongtemp1wall delete walls range id 3 cycle 1 solvesave zizhong

自重后的结果为：

第三步为插桩，这里修改了一下之前的插桩程序，将删除颗粒与生成wall放在一起，而且将删除颗粒的区域设置的比桩的区域大一点。这样的物理意义为是挖土插桩而不是将桩挤入土中。

restore zizhong[chicunbi=80/width][pile_pos_x=-width*0.5*0.5][pile_length=28/chicunbi][pile_bizhi=0.9][pile_rad=0.5/chicunbi]def get_max_pos    tu_height=1e-100    loop foreach bp ball.list        ball_shang_pos_y=ball.pos.y(bp) ball.radius(bp)        if ball_shang_pos_y>tu_height then            tu_height=ball_shang_pos_y        endif    endloopend@get_max_poswall generate box [pile_pos_x-pile_rad] [pile_pos_x pile_rad] [tu_height-pile_length*0.9] [tu_height pile_length*0.1] onewallball delete range x [pile_pos_x-pile_rad*1.3] [pile_pos_x pile_rad*1.3] y [tu_height-pile_length*0.9] [tu_height pile_length*0.1] cycle 1solve
save addpile

插入桩的状态为：

最后一步为桩的振动激励：

restore canshu

ball attribute displacement multiply 0set mech age 0[vel_max=-2e-3][wp_pile=wall.find(5)]def addwallvel    whilestepping    pinlv=1 199*mech.age    y_vel=vel_max*math.sin(2*math.pi*pinlv*mech.age math.pi)    wall.vel.y(wp_pile)=y_velend@addwallvel



[bp1=ball.near(pile_pos_x 5/chicunbi,tu_height-pile_length*0.9)][bp2=ball.near(pile_pos_x 13.5/chicunbi,tu_height-pile_length*0.9)][bp3=ball.near(pile_pos_x 25/chicunbi,tu_height-pile_length*0.9)][bp4=ball.near(pile_pos_x 39/chicunbi,tu_height-pile_length*0.9)]

[ball.group(bp1,2)="jiance"][ball.group(bp2,2)="jiance"][ball.group(bp3,2)="jiance"][ball.group(bp4,2)="jiance"]def jiancewhilestepping    time=mech.age    weiyi1_y=ball.disp.y(bp1)    weiyi2_y=ball.disp.y(bp2)    weiyi3_y=ball.disp.y(bp3)    weiyi4_y=ball.disp.y(bp4)     sudu1_y=ball.vel.y(bp1)    sudu2_y=ball.vel.y(bp2)    sudu3_y=ball.vel.y(bp3)    sudu4_y=ball.vel.y(bp4)end

history id 1 @timehistory id 2 @y_velhistory id 3 @weiyi1_yhistory id 4 @weiyi2_yhistory id 5 @weiyi3_yhistory id 6 @weiyi4_y

history id 7 @sudu1_yhistory id 8 @sudu2_yhistory id 9 @sudu3_yhistory id 10 @sudu4_y[baocunpinlv=0.1] ;;这个是多长时间保存一个save文件[time_record=mech.age-100][count=1]def savefile        if mech.age-time_record > baocunpinlv then        filename=string.build("jieguo%1",count)        command            save @filename                    endcommand        time_record=mech.age        count  =1    endif    endset fish callback -1.0 @savefilesolve time 2save result