大应变静力触探数值模拟及锥形因子影响因素分析

以模拟圆锥在不排水黏土中的静力贯入和分析其影响因素为目标，假设土体为均质弹性—完全塑性材料且服从Mises屈服准则，采用任意拉格朗日—欧拉(ALE)网格划分技术确保锥尖土体在大应变条件下的网格质量，进行大应变有限元数值模拟，并分析了稳定状态下土体刚度指数、原位应力状态和锥尖粗糙程度对塑性区半径与锥形因子的影响，获得了锥形因子表达式。模拟结果表明：塑性区随着刚度指数的增大而增大，锥尖周围塑性区的径向扩张处于柱形孔扩张和球形孔扩张之间，更接近于球形孔扩张；锥形因子随土体刚度指数、锥尖粗糙程度的增大而增大，随土体原位应力状态参数的增大而减小；得到的锥形因子表达式可以量化土体刚度指数、原位应力状态和锥尖粗糙程度的影响，具有较高的精确度。