一种基于ANSYS的多锚点全埋式抗滑桩计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于ANSYS的多锚点全埋式抗滑桩计算方法，包括下列步骤：(1)建立样板数据库，输入桩长、桩截面、推力大小及分布形式、桩周土；(2)设定模拟单元；(3)输入多锚点全埋式抗滑桩中三种单元的材料参数，包括梁单元的弹模、泊松比和密度，锚索链杆单元的弹模和泊松比，地基反力的弹簧单元的变形模量；(4)建立模型；(5)定义UX、UY约束；(6)加载，将滑坡推力施加于滑面以上的抗滑桩单元上；(7)求解计算，进行有限元计算，导出计算结果。本发明专利技术填补了多锚点全埋式抗滑桩设计计算的空白，能够方便快捷地设计计算多锚点全埋式抗滑桩，大大缩短计算时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及滑坡治理领域，具体是指一种基于ANSYS的多锚点全埋式抗滑桩计算方法。
技术介绍
戒台寺滑坡的治理属于抢险工程，一期工程完成后，现场勘察工作尚在进行。由于后续设计工作难以做到一步到位，因此需要实行“动态设计，信息化施工”，由设计指导施工，通过施工反馈调整设计，以达到整治工程设计的最优化。在地质编录过程中发现，滑动面比原推测的要深，滑坡推力自然要比原设计时要大，必须作出设计调整。欲抵抗更大推力，有多种方式。一是可加大抗滑桩截面和桩长，同时增加桩头锚索数量。这样以来，抗滑桩圬工量倍增，钢筋、混凝土用量会有较大程度的增加，不仅加大投资成本，且桩头锚索过于密集，可能会导致群锚效应，影响锚固效果。我们对推力与桩抗力的进行反复检算、论证，调整了增加的锚索位置，将其移至桩坑内部，形成多锚点桩，设计出了一种新型抗滑结构称之为“多锚点全埋式抗滑桩”。多锚点全埋式抗滑桩仍系主动式受力结构。随着锚索锚固位置的不同，多锚点全埋式抗滑桩受力变成了多点近似铰接，端点近似弹性固定端的连续梁式结构。多锚点全埋式抗滑桩，实质上是给滑坡主动施加了多个阻止其下滑的外力，全方位限制了滑体的移动，张拉完成后可立即阻止滑坡的活动，稳定滑坡。他比单锚点抗滑桩的近似简支梁结构受力更为合理，从而改善了桩身受力分布，可以有效控制桩身位移，进而治理工程造价。多锚点全埋式抗滑桩(图1)与普通锚索桩(图2)相比较，在桩身滑面以上不同位置设置了多点锚索，而不是仅集中于桩头部位。因此，改善了普通锚索桩的简支梁受力状态，变为类似连续梁的受力结构，从而有效减小了桩截面尺寸及桩置于稳定地层中的锚固长度，有较大的推广应用前景。但是关于多锚点全埋式抗滑桩，这种新型抗滑结构的设计计算，目前还没有一套成熟的计算理论。目前计算软件不完善，难以考虑桩中锚点的受力情况，难以计算桩身内力桩身内力及锚索受力情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术上述缺陷，提供一种基于ANSYS的多锚点全埋式抗滑桩计算方法。本专利技术填补了多锚点全埋式抗滑桩设计计算的空白，能够方便快捷地设计计算多锚点全埋式抗滑桩，大大缩短计算时间。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于ANSYS的多锚点全埋式抗滑桩计算方法，包括下列步骤：(1)建立样板数据库，输入滑坡推力大小、滑面深度和桩截面大小；(2)设定模拟单元，如抗滑桩采用beam3单元，每0.5m作为1个单元，锚索采用LINK10单元，每1.0m作为1个单元，地基反力采用COMBIN14弹簧单元模拟，桩长方向每1.0m设置1个弹簧单元，弹簧单元长1.0m；(3)输入多锚点全埋式抗滑桩中三种单元的材料参数，包括梁单元的弹模、泊松比和密度，锚索链杆单元的弹模和泊松比，地基反力的弹簧单元的变形模量；(4)建立模型；(5)定义UX、UY约束；(6)加载，将滑坡推力施加于滑面以上的抗滑桩单元上；(7)求解计算，进行有限元计算，导出计算结果。在步骤(4)中，可采用直接建模或间接建模，直接建模通过建立节点，由节点生成单元；间接建模为用点、线画好抗滑桩单元，再网格化生成单元。在步骤(7)中，由计算机进行有限元计算，若出现计算结果不收敛的情况，则需限定循环的次数及计算子步数，再重新进行计算。。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术填补了多锚点全埋式抗滑桩设计计算的空白，能够方便快捷地设计计算多锚点全埋式抗滑桩，大大缩短计算时间。附图说明图1为多锚点全埋式抗滑桩的使用示意图。图2为普通锚索桩的使用示意图。图3为单元荷载及位移示意图。图4为在ANSYS8.1软件中运行过程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此：有限元计算抗滑桩，主要目的是计算抗滑桩在滑坡推力荷载下的桩身内力及桩身变形。基本假定：①结构在荷载范围内未发生破坏。②结构只发生弹性变形，无塑性变形产生。基本思路和原理如下所述：(1)单元刚度矩阵局部坐标下，单元节点位移分量和节点的正方向如图3所示。对抗滑桩而言，不考虑轴力产生弯曲的作用，轴向力的作用仅在于使构件产生轴向变形。建立杆端力与杆端位移间的关系，即用矩阵形式来表示转角位移方程。设单元编号为(e)的两端点i、j。i端的轴力F'eNi、剪力F'eSi、弯矩M'ei和j端的轴力F'eNj、剪力F'eSj、弯矩M'ej，它们相对应的位移有u'ei、v'ei、φ'ei和u'ej、v'ej、φ'ej。正负号规定：轴力以x轴为正，剪力y轴为正，弯矩逆时针为正。查表(单位位移时的结点反力表)，根据叠加原理有： F ′ e N i = E A l u ′ e i - E A l u ′ e j ]]> F ′ e S i = 12 E A l 3 v ′ e i + 6 E I l 2 φ ′ e i - 12 E A l 3 v ′ e j + 6 E I l 2 φ ′ e 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ANSYS的多锚点全埋式抗滑桩计算方法，其特征在于：包括下列步骤：(1)建立样板数据库，输入桩长、桩截面、推力大小及分布形式、桩周土；(2)设定模拟单元；(3)输入多锚点全埋式抗滑桩中三种单元的材料参数，包括梁单元的弹模、泊松比和密度，锚索链杆单元的弹模和泊松比，地基反力的弹簧单元的变形模量；(4)建立模型；(5)定义UX、UY约束；(6)加载，将滑坡推力施加于滑面以上的抗滑桩单元上；(7)求解计算，进行有限元计算，导出计算结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于ANSYS的多锚点全埋式抗滑桩计算方法，其特征在于：包括下列步骤：(1)建立样板数据库，输入桩长、桩截面、推力大小及分布形式、桩周土；(2)设定模拟单元；(3)输入多锚点全埋式抗滑桩中三种单元的材料参数，包括梁单元的弹模、泊松比和密度，锚索链杆单元的弹模和泊松比，地基反力的弹簧单元的变形模量；(4)建立模型；(5)定义UX、UY约束；(6)加载，将滑坡推力施加于滑面以上的抗滑桩单元上；(7)求解计算，进行有限元计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓安，彭涛，
申请(专利权)人：中冶成都勘察研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51