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桩侧土竖向剪切破坏时为何无塑性点产生?
创建者：王旭刚，编辑者：王旭刚，最近更新：2018/03/12 14:47:46
问题描述：
PLAXIS中使用桩单元模拟单桩竖向抗压承载力试验，在顶部荷载达到极限承载力时，软件提示土体坍塌，但周围土体中为何无塑性点产生？应如何模拟桩侧土的破坏过程？
解答：
1.桩单元
PLAXIS中提供桩单元（embedded beam）来模拟桩的力学性能与桩-土间的相互作用。桩单元是由梁单元与接触单元组成，接触单元代表了桩-土间的接触关系，具体可参考桩单元与土体的接触关系及承载力定义。
为确保桩在达到极限承载力时才会整体破坏，PLAXIS中桩单元周围土体被定义为弹性体，其范围大小取决于桩单元的等效半径，因此当桩的顶部荷载达到极限承载力并发生破坏时，桩周围土体中没有塑性点出现。以下为PLAXIS 2D与3D中桩单元周围弹性区的定义。
式中：A为桩的横截面积；的Iavg=(I2+I3)/2横截面。
a. PLAXIS 2D b.
PLAXIS 3D
图1 桩单元周围弹性区示意图
2.实体桩
为了详细分析桩侧土的破坏过程，可使用实体桩和接触面单元（interface）来模拟单桩竖向抗压承载力试验，其建模过程与参数选取请参考实体桩模拟方法。
使用实体单元和接触面单元模拟桩，可以得到抗压试验中桩侧土的破坏过程（图2），分析不同条件下桩侧土的破坏规律。
图2 接触面单元塑性点分布
实体桩的内力可通过后处理中体中的结构力功能查看，具体方法参考如何输出实体单元的结构内力。PLAXIS 2D和3D新版本中使用该功能，程序会在选择实体后自动搜索中心线并计算内力（图3）。
a.选择实体结构 b.实体桩的轴力
图3 实体结构的内力输出