ABAQUS下高挡土板桩墙施工期三维模拟精准预测

本文主要探讨了在某引江河二线船闸工程中，采用ABAQUS软件进行高挡土板桩墙施工期三维整体有限元数值模拟的方法和技术。该研究旨在通过建立精确的三维有限元模型，深入理解船闸地连墙板桩结构在施工期间的行为，包括锚碇桩、地连墙和锚杆的应力分布、变形特性。 首先，研究者利用ABAQUS这一强大的有限元分析工具，构建了船闸地连墙板桩的三维模型，其中关键的部分是开发了自定义的FRIC子程序，用于模拟地连墙与周围土体之间的复杂交互作用。这使得研究人员能够模拟出施工过程中各个阶段的动态行为，如锚碇桩在不同时期的承载能力和地连墙的变形响应。 论文通过连续11级模拟，细致地分析了五个典型的施工阶段，涵盖了锚碇桩的安装、地连墙的加固、土体挖掘等关键步骤，以及锚杆的应力变化。通过与现场实际测量数据进行对比，验证了数值模拟结果的准确性，结果显示两者在内力、变形等方面有良好的一致性。 此外，研究还针对锚杆的布置高度和闸室土体开挖策略进行了优化研究。研究发现，闸室土体的开挖活动对地连墙和锚碇桩的位移有显著影响，合理的开挖顺序和方法可以减小这些结构的变形。同时，锚杆的最佳布置位置被确定为泥面到闸顶高度的2/3处，这样可以有效地控制墙体的变形和内力，提高结构稳定性。 这篇研究提供了宝贵的工程实践指导，展示了ABAQUS在高挡土板桩墙施工期三维整体有限元模拟中的应用价值，对于提升工程设计的精度和施工效率具有重要意义。通过这种方法，工程师们可以提前预知并控制施工过程中可能出现的问题，从而确保项目的顺利进行。