基于分数阶导数的长期静荷载下群桩地基沉降研究

尹久仁; 代琳玲; 李鑫; 吴郡; 黄俊杰

doi:10.13715/j.issn.2096-644X.20240520.0007

湘潭大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (02) : 180 -186. DOI: 10.13715/j.issn.2096-644X.20240520.0007

基于分数阶导数的长期静荷载下群桩地基沉降研究

尹久仁, 代琳玲, 李鑫, 吴郡, 黄俊杰

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摘要

基于分数阶Merchant模型，引入Riemann-Liouville积分定义下的分数阶导数方程，推导了分数阶Merchant模型的本构关系和蠕变方程.为了描述长期静荷载下分数阶黏弹性群桩地基的受荷变形特点，根据分数阶Merchant本构方程，通过Visual Studio软件编写相关Fortran代码，实现了含有分数阶次的黏弹性本构模型在ABAQUS软件中的二次开发，并在二次开发的基础上，通过有限元数值模拟，分析了长期静荷载作用下不同位置桩的受力特点以及不同分数阶次对群桩地基的桩-土作用和地基沉降的影响.研究发现模型中分数阶次的改变对群桩地基的受荷变形影响不大，但会改变其变形速率，分数阶次越大，变形速度越快.