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土钉/锚杆的

2年前浏览2131


    大家好,我是马璐寒。

今天的主题是前一篇(直接有效!)真三维地形的生成方法末尾跟大家预告过的锚杆建模。锚杆建模这么频繁的被问到,是我没想到的,因为总觉得似乎不是很难的东西。今天来谢谢锚杆建模,各位朋友也可以看看,是否是我没get到你们关心的知识点~

照例先说结论:锚杆/土钉的建模,鉴于其受力特点,通常使用桁架单元或植入式桁架单元来模拟。锚杆的自由段和锚固段,可以通过控制节点的分布来实现。

(基坑锚拉桩)


(边坡锚拉桩)


知识点来了~

(1)锚杆/土钉因为受力特点是以轴向力为主,所以模拟常规的考虑方向就是使用桁架单元。考虑建模的便利性,全段没入土体的锚杆/土钉可以使用植入式桁架单元模拟;

所以建模步骤是,划线→建立(植入式)桁架单元属性→划分网格→得到锚杆/桁架。

锚杆(加了预应力就是主动约束)和土钉(被动受力,土体发生一定量的变形时土钉才起作用)的受力原理有差别,但是选择建模单元时二者没有差异性。锚杆一般受力相对均匀,土钉受力一般中间大,两头小。

(土钉和锚杆的受力差异)

(2)锚杆预应力:锚杆预应力的添加通过“预应力”命令来实现。预应力的施加对象为单元。如下图所示,输入150kN的轴向分量Nxx,意味着,每个单元首先get了150kN的轴力。

使用时需要区别锚杆是先张还是后张。如果是先张,那在浇筑之前锚杆已经获得了预加的拉应力。则锚杆计算时,如果实际拉力小于输入的预应力值,则锚杆的输出内力为输入的预应力数值(应力一旦存在,无法消除)。如果是后张法,则锚杆的预应力值为锚杆在土体中的实际受力值。

(Nxx=150kN时先张法和后张法的内力差异)

(3)锚杆的自由段和锚固段。锚杆的锚固段可以按照常规的建模方式,通过析取得到桁架单元,或者通过线直接划分为植入式单元。锚杆的自由段建模,采用两节点桁架单元即可(因为单元通过节点传递力或约束,没有节点,就没有力和约束,看到没有朋友们,掌握分析本质很重要)桁架的两节点分别连接锚头和锚固段。

(锚杆自由段)

(自由段受力不受土体变形控制)

(4)锚杆抗拔。GTS并不能像flac或abaqus一样,输入锚固参数,只能通过界面摩擦单元模拟抗拔特性,或者直接将锚固体建出来。这个我们在之前的推文二维基坑桩锚支护分析中曾发过。

(通过界面单元模拟抗拔)

(直接将锚固体建出来)

(桩锚支护)

好了,我能想到的就这些了,还有啥是你关心的但我没写到的,你可以在评论区告诉我~

下次见啦~拜了个拜~


来源:工程数值仿真
科普控制
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首次发布时间:2022-09-28
最近编辑:2年前
二小姐
硕士 Sleep and Dream
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