二小姐:武汉城市空轨试跑!桥塔和桩基模拟仿真分析我用GTS NX
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导读:曾几何时,我在武汉光谷路遇空轨试跑,于是在新华网找到这张图,~看到了很难不心动~毕竟……也曾在建设过程中做过一颗小小的螺丝钉。笔者江湖人称二小姐,专注工程仿真计算。目前已认证仿真秀专栏作者二小姐,铁子们点击文尾关注,《从零开始学midas GTS NX20讲》从软件功能讲解到基坑案例实操的视频与相关文章就会收录在这里。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693328417688_x1x0hi.jpg?imageView2/0)
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话说,我们在做这种项目的时候,虽然桥梁的分析主要是靠civil,但是桥塔和桩基的分析我以为还是用GTS NX更加合适~桩基础完整的模拟方式是梁单元+桩(界面)单元(+桩端单元)。如果是摩擦桩,一般至少是梁单元+桩(界面)单元,如果是端承桩(或嵌岩桩)一般是梁单元+桩(界面)单元+桩端单元。GTS NX软件提供了植入式梁单元,以方便用户简便的模拟梁单元和实体单元之间的关系,但是计算结果对实体单元的要求特别高,常规建模得到的桩的内力结果往往是这样的:【植入式梁单元的计算结果】
但是使用梁单元+桩(界面)单元(+桩端单元)建模模拟的时候,轴力结果是这样的:
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【轴力结果】
【附加内力的轴力结果】
朋友们看到了没~从结果上,显然梁+桩(界面)(+桩端)的模拟方式才是更合理的方式。所以建模的时候,该雕琢的地方不能偷懒。同样,一般也不能武断的去评价一款应用软件的好坏,关键还是看我们自己怎么用~需要强调的是,在使用桩界面单元模拟的时候,一定要注意摩擦参数的合适取值,具体可到仿真秀二小姐专栏查看视频或文章。废话不多说,二维基坑桩锚支护工程实例分析开讲,断面图是这样的:![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693328414093_x4kznq.jpg?imageView2/0)
这个图上只保留基本的线就行了,处理完的图要注意:1)移动到坐标原点附近。2)图中不能出现大线压小线或重复的线。
对于支护桩,可以使用平面应变单元模拟,也可以使用梁单元(考虑摩擦的话,加线界面单元)。锚杆按照上篇说的,使用桁架或植入式桁架,自由段使用两节点的桁架,锚固段使用多节点耦合的桁架(或植入式桁架)。![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693328420722_gl12yb.jpg?imageView2/0)
自由段的预应力,使用预应力命令
添加:![](https://public.fangzhenxiu.com/fixComment/commentContent/imgs/1693328419872_euenoi.jpg?imageView2/0)
对于二维模型,单元可以划分的很细,很适合做细节的精细分析,所以锚杆注浆段可以将水泥砂浆建立出来:
如果有能力,还可以继续进阶:考虑桩土之间的摩擦力,考虑锚杆注浆体会不会被拔 出 来,可以这样:
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根据界面的性质:相接触的两种介质,法向可以压迫、分离,但不能贯穿,切向可以滑移。我们不妨来试着分析一下这个结果:看界面力。分别显示不同位置的界面,看的更加清晰,例如,最大水平位移发生的位置为第二层锚杆:界面法向应力,也即包裹注浆体的土体给注浆体的力,注浆体周围全部为负值,未出现0值,也即注浆体是全段受压的,这也意味着,注浆体未脱离土体。
界面切向力,也即平行于锚杆方向的力,有正有负。由于摩擦发生在注浆体的上下两个边,画面重叠。局部显示,更加清楚,界面单元的切向坐标正向指向右下:从切向力可见,前半段,土体与注浆体之间的切向力为正值,指向右下,锚杆注浆体前半段,相对土体存在向着坑内发生位移的趋势 。后半段锚杆注浆体与土体之间的切向力为负值,指向左上,该段注浆体相对土体发生向右的位移,或者说,土体相对锚杆注浆体发生左的位移。虽然注浆体是包裹在土体中一起向着基坑内运动的,但是在这运动中,存在相当一部分是整体发生的位移,而决定锚杆是否会拔出的,则应该是土体和注浆体之间发生的相对运动。于是当我们去看整体模型的位移结果的时候是(整体 位移结果):
而去看注浆体和土体的相对位移结果的时候是这样的(相对位移结果):我们姑且不去关注参数取值是否合理,结果中显示的数值又是否可能发生。私以为,数值分析本身,并不在于你分析得到了多大的数值,定性不定量的理解应该是,数值分析帮助我们更好的理解工程项目,进而指导工程项目。比如该案例中,得到了这样大的位移结果,那我增加锚杆的长度管用吗?答案是:不一定管用。因为锚杆、土钉诸如此类的东西,是被动受力的,也即,只有位移发生到一定程度的时候,锚杆才会起作用,才会去“被动拉住这个位移”,阻止位移的进一步增加。增加锚杆长度,锚杆也并不会“主动去抓住土体”,达到减小位移的目的。好了,案例讲解的差不多了~今儿就到这里吧~数值模拟归根结底只是一种分析方法,一种手段,要理解这种分析方法得到技术结论,必须基于已经持有的知识,所以重要的应该是,扩充知识,充分发挥这种分析方法的作用,而非只是出于某些不可描述的原因,得到一个大致过得去的数值后,又反过来说“数值模拟不过如此”。《从零开始学midas GTS NX20讲》从软件功能讲解到基坑案例实操的视频是二小姐2023年系统整理视频课程,涉及论文计算,工程仿真,方案对比,安全评估,step by step讲解,让用户快速掌握midas GTS NX工程仿真应用能力。以下是我的课程安排(点击下方链接试看)
《从零开始学midas GTS NX20讲》
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