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GRLWEAP软件解读海上沉桩历程中压拉应力问题
宣布时间:2023-10-27 浏览次数:17282 来源:尊龙凯时人生就是博

关于海洋桩基平台来说,由于海上情况与陆地有很大差别,未便进行实地试验,所以在打桩前对打桩历程进行模拟剖析很是有须要。外洋Goble Rauche Likins and Associate Inc.公司推出的GRLWEAP程序(中文名称:模拟打桩历程软件),可全面地模拟桩锤、打桩系统及桩在中土的运动及受力状态,具有模拟打桩历程的功效。


海上基础用桩大多接纳大口径开口高强度钢管桩,施工难度大,单桩造价高。实际施工中如果桩身应力凌驾桩身材质的屈服强度,俗称桩打劈了,就会造成很大的经济损失。GRLWEAP软件就具备这种功效,在已知了桩的参数、详细的地质资料的情况下,可以模拟盘算出差别桩锤、差别冲程下桩身在某个入土深度的压拉应力。设计单位可以依据盘算结果来验证计划合理性,施工单位可以指导进一步施工,如在某个土层更改冲程控制锤的输入能量和攻击力来抵达减小应力。



桩身容许应力一般性划定

海上用桩桩身材质一般为高强度钢材,好比我们经常遇见的Q345、Q425,凭据API RP WSD推荐,打桩动应力钢桩不应凌驾屈服强度σ的90%,如Q345钢桩,则桩身最大容许应力为Fa=0.9×345=310Mpa。需要我们注意的是,在差别机构和差别的国家规范中对容许应力的限值是纷歧样的。下表为外洋联邦高速公路治理局推荐的各个差别材质的桩型轴向打桩容许应力值,供各人参考。

差别材质的桩型轴向打桩容许应力值



GRLWEAP软件对打桩应力的模拟盘算

GRLWEAP波动剖析方程中,将桩、锤、土、桩垫或锤垫划分设置成盘算模型,依据软件内置盘算程序与收敛条件,GRLWEAP会盘算出在某个贯入度下沿着桩身的应力漫衍。凭据某个工程的实际模拟输出结果为例(图1,图2),从图1可以直观的视察到桩身应力在沉桩历程中的变革情况与趋势,图1(b)横坐标为压应力沿深度的漫衍,下横坐标为拉应力沿深度的漫衍。从图2可以直接寓目在入土深度为80m的时候,桩身的最大压拉应力爆发的数值与位置。


工程实际模拟输出结果


但需要注意的是,从沉桩可打性剖析的盘算结果可知,最大应力可能爆发在沉桩历程的某一贯入深度时,而纷歧定是在最大入土深度时爆发。GRLWEAP软件的输出文件给出的是入土深度最大时对应的最大应力的位置,没有给出沉桩历程中实际最大应力的位置。如果设计需要知道沉桩历程中实际最大应力爆发的位置,可以凭据以下办法实现:

(1)凭据盘算结果找出最大应力爆发时对应的贯入度;

(2)以这个入土深度作为最大贯入深度,更改桩模型与土模型;

(3)从更改模型后的盘算中找出实际最大应力爆发的位置与大;

好比本次盘算,最大拉应力为103.7mpa,爆发的位置在入土深度为46米处爆发,我们就可以用46米作为最终的入土深度来调解桩土模型进行盘算,从而可以得出实际的最大拉应力爆发的具体位置。



数据解读

在打桩历程中压拉应力作用的机理比较庞大,爆发的原因也有许多,好比锤的攻击力、桩身的材质、桩身的截面尺寸,土的性状、桩垫或替打的材质等等,甚至与桩的制作与吊装堆放都有关系。这就需要我们工程师有富厚的工程经验。GRLWEAP软件的作用可以模拟盘算出在打桩历程中的最大压拉应力,工程师可以视察压拉应力爆发的数值与位置来剖析判断是哪种原因导致了问题的爆发,以来优化设计计划和指导施工。

好比我们盘算出在某个贯入度的时候压应力过高,就可以降低锤的冲程以减少攻击力,或直接选一个比较小的锤,或提高桩身的质料强度,或增大桩身截面。总之:GRLWEAP软件可以模拟盘算出桩身轴向应力的巨细,使工程师通过优化设计与施工计划来确保应力始终在质料强度的容许规模之下。


下图为GRL公司建议的一个判断标准,供各人参考:

可打性判断标准

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