Abaqus CEL技术在螺旋桩贯入模拟中的应用

一、工程背景：

螺旋桩具有便于安装和抗拉拔能力极强的特点，在陆地上广泛使用，在海洋岩土工程中也具有极大的应用潜力，例如作为螺旋锚(Helical anchor)来锚固浮式风机(Offshore floating wind turbine)。

二、模型建立：

采用耦合欧拉拉格朗日法(CEL)来模拟螺旋桩贯入过程中遇到的网格畸变问题, 为土体大变形的模拟。螺旋桩处理成离散刚体，土体本构采用摩尔库伦本构模型。该模型可用于模拟砂土或均质粘土（均质粘土简化为Tresca本构模型）

三、最终贯入动态效果图：

图1：贯入的动态效果

图2：贯入过程中等效塑性应变的变化

图3：贯入过程中应力的变化

四、建模细节：

螺旋桩(处理成拉格朗日体)网格的划分：

图4：螺旋桩网格的划分

图5：螺旋桩螺片网格的划分细节

土体处理成欧拉体，且预留出空气层以容纳螺旋桩贯入时表面土体的隆起效应：

图6：土体为欧拉体，蓝色部分为土颗粒，红色部分为空气层

图7：半模型展示

五、静态结果展示

图8：安装过程中土体的流动(蓝色部分)

图9：安装过程中土体的等效塑性应变分布

图10：安装过程中土体的应力分布

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