基于SPH无网格法的纺锤形桩靴连续贯入过程模拟

来源：水利水运工程学报杂志 2020年第4期北京时间：

作者：孟翔,高路恒,吴浩,AtanganaNjockPierreGuy

摘要：纺锤形桩靴在饱和土中贯入过程涉及土体极大变形和复杂的土、水、结构三者耦合作用，由于网格畸变问题，采用传统网格类数值方法很难进行模拟。SPH无网格法借助于一系列粒子进行插值，粒子与粒子之间无联系，将偏微分形式的控制方程转化为常微分方程组进行求解，可有效避免网格畸变问题。基于土-水-结构耦合SPH无网格算法，对桩靴在中密、密实砂土及饱和黏土中的连续贯入过程进行模拟，研究土体存在极大变形条件下桩靴贯入阻力、超孔隙水压力及总应力等物理量在贯入过程中的变化规律，并与CEL大变形有限元分析结果及室内离心机测值进行对比和分析。研究结果表明：采用土-水-结构耦合SPH算法可以准确地捕捉土、水混合物发生大变形时的自由面特征、贯入阻力、孔隙水压力及超孔隙水压力等物理量。

关键词：桩靴, 连续贯入, 土-水-结构耦合, 光滑粒子流体动力学(SPH), 极大变形