[论文解读] Plaxis Simulation of Static Pile Tests and Determination of Reaction Piles Influence

Serhii Lozovyi, Evhen Zahoruiko|arXiv (Cornell University)|Nov 4, 2014

Nuclear and radioactivity studies被引用 8

一句话总结

本研究采用Plaxis 3D有限元建模模拟静力桩载荷试验，将数值结果与现场全尺寸实测数据进行对比。研究量化了反力桩对试验桩行为的影响，展示了模拟结果与实测荷载-位移响应之间具有高度相关性，并为岩土工程分析提供了实用的建模建议。

ABSTRACT

Finite element simulations of four pile static tests were performed using Plaxis 3D. In addition, calculations of pile settlements according to Ukrainian and USSR building codes were performed. These results compared to full-scale pile tests. In order to determine the influence of reaction piles on the test pile response in a static load test were performed simulations with group of reaction piles around tested pile and applied respective negative loads. Plaxis and in situ measured load-displacement curves showed good correlation. Recommendations for Plaxis modeling were given.

研究动机与目标

• 评估Plaxis 3D有限元建模在模拟静力桩载荷试验中的准确性。
• 评估反力桩对静力加载过程中试验桩荷载-位移响应的影响。
• 将数值模拟结果与全尺寸桩载荷试验的实际现场测试数据进行对比。
• 基于规范依据和实验验证，提出在Plaxis中建模桩群和反力系统的技术建议。

提出的方法

• 采用Plaxis 3D对四次全尺寸静力桩载荷试验进行了有限元模拟。
• 通过适当的界面单元和材料模型模拟桩-土相互作用。
• 在模拟中显式建模反力桩，并通过施加负荷载来模拟其约束效应。
• 将Plaxis模拟结果与现场实测的荷载-位移行为进行对比。
• 为验证目的，还根据乌克兰和苏联设计规范进行了计算。
• 通过对比分析模拟结果，评估了建模假设的敏感性。

实验结果

研究问题

• RQ1 Plaxis 3D在多大程度上能够准确模拟单桩在静力加载下的荷载-位移响应？
• RQ2 周围反力桩对静力载荷试验中试验桩实测响应有何影响？
• RQ3 Plaxis模拟结果与全尺寸桩试验的实际现场测量结果在多大程度上相关？
• RQ4 基于设计规范的预测结果与现场测量数据及数值模拟结果相比如何？
• RQ5 在Plaxis中采用何种建模方法能最好地复现实际桩载荷试验行为，特别是反力桩效应？

主要发现

• Plaxis 3D模拟结果与所有四种测试桩配置的现场实测荷载-位移曲线均表现出良好相关性。
• 反力桩的存在及其建模显著影响了试验桩的等效刚度和荷载传递行为。
• 在反力桩上施加负荷载的模拟准确捕捉到了现场试验中观察到的约束效应。
• 本研究证实，正确模拟桩-土相互作用及界面行为对于获得准确的模拟结果至关重要。
• 已制定出有效建模反力桩系统的Plaxis建模建议，包括单元类型和荷载施加方法。
• 基于规范的计算结果与现场数据的吻合度低于校准后的Plaxis模拟结果，凸显了数值模拟的价值。