基础在粘土地基上的沉降模拟

1. 问题的提出

一个0.25m厚的浅基础置于粘土地基上，受到水平载荷和垂直载荷的联合作用，模拟在平面应变状态下基础的沉降量。

混凝土基础和粘土的材料参数如下所示。

2. 模拟过程

(1) 在项目属性里首先设置模型的尺寸，长14m,高4.25m {

_initializerectangular SoilContour 0 0 14 4.25}, 单元采用15节点的平面应变元。在“土体”面板内使用“创建钻孔”工具画出土层的几何形状并且输入相应的材料参数，水位设置在基底下面。

{_set Borehole_1.Head 4}

(2) 在“结构”面板内使用“创建土多边形”->"创建土矩形“画出基础形状，画得时候不必在意点得确切坐标，画完后在”选择浏览器“中可以修改。充分利用CAD工具”捕捉到网格“，”捕捉到对象“可以加速图形的绘制。完成后的图形如下图所示。接着给混凝土材料设置材料参数，过程与土参数的设置相同。

(3) 在”结构“面板内”创建点荷载“，在”选择浏览器“中输入载荷值-50kN/m, 

(4) 在”网格“面板内点击”生成网格“，有不同的网格尺寸可以选择，中等，细，超细。网格划分的越细，计算精度越高，相应地计算时间越长。下表比较了不同网格尺寸的差别。

本例使用超细的网格划分，如下图所示。

(5)在“分阶段施工”面板，“Initial Phase"保持默认值{_phase InitialPhase}，然后增加一个”Create the footing"阶段，参数也取默认值，关闭对话框之后，选择基础对象(小矩形)，右击鼠标激活。{_set Phase_1.Identification "Create the footing"} {_activate (Polygon_1_1) Phase_1}

继续增加一个“Vertical Load”阶段，参数保持默认值。关闭对话框之后，在"模型浏览器"中勾上"点载荷"激活它。{_set Model.CurrentPhase Phase_2} {_set Phase_2.Identification "Vertical Load"} {_activate PointLoads Phase_2} 继续增加一个“Horizontal Load”阶段， 施加载荷20kN/m。{_set Model.CurrentPhase Phase_3

} {_set Phase_3.Identification "Horizontal Load"} 整个模拟过程如下图所示。

3. 计算结果

(1) Phase_1的计算结果，最大沉降量2mm

(2) Phase_2的计算结果，最大沉降量11.5mm,

(3) Phase_3的计算结果，最大沉降量17.6mm

基础在倾斜载荷作用下的变形示意图

4. 结束语

这个笔记简要描述了使用PLAXIS计算基础在粘土地层上的沉降，结果显示在水平载荷和垂直载荷联合作用下基础的沉降量更大。这个例子也演示了“分阶段施工”的操作步骤。通过调整载荷值直至地基破坏，也能估计出地基所能承受的最大载荷值。

本文相关文档：

PLAXIS的模拟方法初探 (P1)

PLAXIS的创建钻孔工具

FLAC3D三维模型的建立---Extrusion工具

建立更真实的数值模型(2)：FLAC3D与曲面地形的集成