ADINA軟件計算擋土墻土壓力

田林鋼 楊 柳 巴 超

(1.華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450011; 2.河南省潤安建設(shè)集團有限公司，河南 安陽 455000)

ADINA軟件計算擋土墻土壓力

田林鋼1楊 柳1巴 超2

(1.華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450011; 2.河南省潤安建設(shè)集團有限公司，河南 安陽 455000)

通過ADINA軟件對擋土墻回填土進行了模擬，并運用生死單元對回填土進行了分層定義，從而得到了擋土墻在回填過程中不同時刻土壓力情況，為擋土墻的設(shè)計提供理論依據(jù)。

擋土墻，ADINA，生死單元

0 引言

由于混凝土擋土墻在施工后需回填土，從而造成了其受力情況是在不斷變化的，因此應(yīng)在設(shè)計前期對此問題給予考慮，而計算不同回填深度時擋土墻所受壓力是關(guān)鍵，本文采用ADINA軟件模擬了土回填過程，能夠得到不同時刻回填土對擋土墻的壓力。

1 計算初始地應(yīng)力模型

1.1 建模及網(wǎng)格劃分

S1為擋土墻；S2，S3為地基，其中L1為10 m，L2為6 m，L4為2 m，L5為20 m，L6為60 m，L7為20 m，L8為18 m，L9為20 m,L10為18 m。

有限元建模見圖1，有限元網(wǎng)格劃分如圖2所示。

1.2 邊界及物理條件

邊界條件L1，L5，L9為Y向位移約束，L6，L8為Z向位移。材料物理參數(shù)見表1。

表1 材料物理參數(shù)

1.3 求解地應(yīng)力

對地基、混凝土擋土墻采用2D solid，其平面應(yīng)變類型為Plane Strain.地應(yīng)力計算結(jié)果導(dǎo)出至TXT文件。待計算土壓力時導(dǎo)入使用。

2 計算回填土對擋土墻位壓力分布

1)建模及網(wǎng)格劃分。

對回填土按回填順序，由下至上逐層建模，回填深度為10 m，平均分成10層，每層1 m，與實際分層回填深度符合，見圖3。

2)定義模型的物理條件。

邊界條件：L12，L15，L18，L21，LL12，L24，L27，L30，L36，L39為Y向約束。回填土材料屬性為摩爾—庫侖模型，參數(shù)見表2。

表2 回填土參數(shù)表

3)回填土過程。

利用ADINA單元生死對回填土的順序進行控制。

4)設(shè)置求解時間，前10步是逐步加重力的過程，后5步為逐

步填土的過程，填土?xí)r間間隔為10。

3 計算云圖及結(jié)論

檢查初始應(yīng)力和重力平衡狀態(tài)。

結(jié)論1：在10時刻，當(dāng)重力全部施加的時候，結(jié)構(gòu)的Z向位移分布圖如圖4所示，從圖中可以看到，位移最大為14.82 mm，對于30 m高的土體來說，位移基本是平衡的。

結(jié)論2：觀察不同時刻的土壓力分布，見圖5～圖8，可以清楚的看到，通過ADINA對擋土墻逐步回填過程的模擬，能夠準(zhǔn)確得出對墻面產(chǎn)生的土壓力分布情況，為設(shè)計和施工過程的安全提供有利的保障。

[1] ADINA Theory and Modeling Guide Volume Ⅱ:ADINA-T[K].ADINA R&D,2003.

[2] 張永興，陳 林.擋土墻非極限狀態(tài)主動土壓力分布[J].土木工程學(xué)報，2011(4)：112-118.

[3] 趙尚毅，鄭穎人，周春鳳.擋土墻墻后土體應(yīng)力狀態(tài)及土壓力分布研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)，2008(1)：111-116.

[4] 胡俊強，張永興，陳 林，等.非極限狀態(tài)擋土墻主動土壓力研究[J].巖土工程學(xué)報,2013(2):381-387.

On soil pressure on retaining walls with ADINA software

TIAN Lin-gang1YANG Liu1BA Chao2

(1.NorthChinaUniversityofWaterConservancyandHydropower，Zhengzhou450011,China;2.HenanRun’anConstructionGroupCo.,Ltd,Anyang455000,China)

The paper simulates the refilled soil of the retaining walls with ADINA software, undertakes the layering definition of the refilled soil with the birth-death elements, and concludes the pressure circumstances of the retaining walls in the refilling process at different periods, so as to provide some theoretical reference for the design of retaining walls.

retaining wall, ADINA, birth-death elements

1009-6825(2014)28-0287-02

2014-06-19

田林鋼(1968- )，男，碩士生導(dǎo)師，教授； 楊 柳(1987- )，男，在讀碩士； 巴 超(1981- )，男，工程師

TU432

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