ABAQUS/Explicit与ALE方法提升静压沉桩计算效率与精度

本文主要探讨了静压沉桩过程中的准静态分析方法及其在提高计算效率和精度方面的应用。静压沉桩是一种常见的地基处理技术，通过将预制桩逐级压入土层，形成稳固的基础。ABAQUS/Explicit是一个强大的有限元分析软件，它结合了显式求解算法，能够处理动态问题，而ALE方法（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）则被用于模拟桩土之间的复杂交互，确保在沉桩过程中保持网格的动态适应性。 作者利用ABAQUS/Explicit和ALE方法进行准静态分析，这意味着他们在模拟时假设了系统的响应速度远低于外部载荷的变化速率，从而简化了计算模型，提高了计算效率。这种分析方式对于大规模工程项目的数值模拟尤其有利，因为它能够在合理的时间内提供准确的结果。 核心部分是对沉桩总阻力的敏感性分析。研究者深入研究了桩土摩擦系数、土体的弹性模量以及内摩擦角对沉桩过程中的总阻力的影响。桩土摩擦系数直接影响桩的稳定性，弹性模量决定了土体的变形行为，而内摩擦角则反映土壤颗粒间的粘聚力。这些参数的变化会对沉桩过程中的阻力产生显著影响，从而影响最终的桩基承载力。 通过这些分析，研究者能够更好地理解影响沉桩过程的关键因素，这对于优化设计、施工工艺选择以及评估桩基的可靠性具有重要的实践意义。此外，本研究结果也有助于减少试验次数，节约成本，并且在实际工程中能指导施工人员做出更精准的决策。 这篇论文通过对静压沉桩全过程的准静态分析和敏感性研究，不仅提供了高效计算工具的应用方法，还揭示了影响沉桩性能的重要物理参数，为深入理解并改进桩基础设计提供了有价值的科学依据。