【技术实现步骤摘要】
一种双排桩基坑支护颗粒流数值模拟方法
[0001]本专利技术涉及一种基于颗粒流法的数值模拟方法，尤其是一种用于双排桩支护的颗粒流数值方法。
技术介绍
[0002]随着城市的快速发展，交通拥堵、土地资源匮乏、生态环境恶化等问题日益突出，为了提高城市的宜居性、韧性、包容性，人们对于地下结构开发程度逐渐增大，如地铁车站、公路隧道、人行地道等常常会涉及到深基坑工程。在日益狭小的城市空间环境下，基坑的开挖常常会影响周边既有建筑物、隧道、管线变形，因此双排桩的围护结构形式越来越受到工程设计人员的青睐。
[0003]目前，国内外专家学者对双排桩围护结构形式进行数值模拟研究时均采用基于连续介质的有限元法。然而土作为一种典型的离散型材料，采用有限元进行模拟存在一定的局限性，如土的本构模型选取，以及求解一些非线性、大变形难以收敛等问题。颗粒流法作为离散元法的一种，近几年在一些岩土体力学模拟试验中得到了广泛的应用。颗粒流法是基于细观力学特征，从散体颗粒细观参数标定的角度出发来还原模拟实际土体的宏观力学特征。但是，其在双排桩基坑支护领域的应
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双排桩基坑支护颗粒流数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括：利用不同直径大小的Clump颗粒用来拟合模拟一个单位结构单元，将结构单元拼接成双排桩结构的形状，并赋予各单元间平行粘结模型；利用有限元软件建立同样形状的双排桩结构，对颗粒流和有限元软件建立的双排桩结构模型进行同等受力分析，根据有限元双排桩的位移变形进行颗粒流双排桩数值结构的细观参数标定；基于颗粒流进行二次开发，生成基坑土层颗粒，并依据室内三轴试验所得宏观应力应变力学曲线进行基坑各个土层颗粒细观参数标定；在基坑土层颗粒标定的基础上，利用分层填土法进行基坑初始土层生成，并进行初始地应力平衡，对颗粒流基坑各个土层赋予不同土层颗粒标定的细观参数；建立整体颗粒流双排桩基坑支护模型开挖支护计算流程。2.如权利要求1所述的一种双排桩基坑支护颗粒流数值模拟方法，其特征在于，所述利用不同直径大小的Clump颗粒用来拟合模拟一个单位结构单元，包括：利用PFC2D颗粒流软件生成17个Clump颗粒，所述Clump颗粒由四个单元球A、B、C、D组成，Clump颗粒球形度的计算公式为：其中：r表示以Clump颗粒中心为原点，Clump颗粒横截面中的最大内切圆半径；R表示以Clump颗粒中心为原点，Clump颗粒横截面中的最大外接圆半径R。3.如权利要求2所述的一种双排桩基坑支护颗粒流数值模拟方法，其特征在于，所述将结构单元拼接成双排桩结构的形状，并赋予各单元间平行粘结模型，包括：将结构单元拼接成双排桩结构，并利用平行粘结模型建立不同结构单元之间的连接关系，不同结构单元之间利用平行粘结传递的合力为力矩为矢量可以被分解为法向矢量和切向矢量：其中：表示法向矢量；表示切向矢量；当两个结构单元之间的平行粘结建立后，其初始合力和力矩为0，当结构单元之间发生相对运动，产生位移增量和转动增量，从而平行粘结内产生了力增量和力矩增量，在时步Δt内，在结构单元接触点的相对位移增量可得在平行粘结内产生的法向和切向力增量计算式为：计算式为：ΔU＝VΔt其中：
表示在法向产生的力增量，表示在切向产生的力增量；A表示平行粘结的横截面积；V表示两个结构单元在接触点的相对速度；ΔU表示两个结构单元在接触点相对位移的增量，ΔU
s
表示切向的相对位移增量，ΔU
n
表示法向的相对位移增量；k
s
表示切向刚度，k
n
表示法向刚度。4.如权利要求3所述的一种双排桩基坑支护颗粒流数值模拟方法，其特征在于，所述根据有限元双排桩的位移变形进行颗粒流双排桩数值结构的细观参数标定，包括：利用有限元软件建立形状的双排桩结构，并对颗粒流以及有限元软件建立的双排桩结构模型进行同等受力分析，根据基于有限元软件的双排桩结构的位移变形，确定基于颗粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：张会来，夏至，施霄飞，蒋皓，
申请(专利权)人：江苏中设集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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