钢板桩格形围堰三维有限元数值分析及施工方法探究

发布时间：2022-12-11 20:31

　　近年来,社会经济高速发展的同时,人们也从未忽略过环境问题,随着环保意识的提高,在围堰工程中人们渐渐抛弃对生态环境影响较大的传统土石围堰,而选择了更加经济环保的钢板桩格形围堰。钢板桩格形围堰具有施工方便快捷、施工场地小、钢板桩可重复利用等优点。然而我国的围堰结构中较少运用到钢板桩,所以其稳定性计算及设计方法还存在较大争议,多采用半经验半理论的设计方法。针对现如今钢板桩格形围堰研究中存在的问题,本文结合长春第六净水厂取输水工程取水头围堰设计,从以下几个方面进行研究:（1）总结了钢板桩格形围堰失稳破坏方式,整理结构抗剪切变形计算、整体稳定性计算等传统计算方法,并探究其适用情况。（2）对钢板桩格形围堰施工方法进行了探究,并结合工程实例选择最安全经济的施工工法,并选取施工工艺中三个典型工况以进行数值分析。（3）采用ABAQUS软件对格形钢板桩结构进行了数值建模,选择了与模型匹配的网格划分方案,建立了钢板桩格形围堰三维有限元模型。数值模型中考虑土体的塑性变形特性、土体和结构的相对运动等。（4）利用建立的刚性模型,结合长春第六净水厂的取水头部围堰工程,进行了结构设计,对不同工况下钢板桩环向应力、格体... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 格形钢板桩型围堰的研究现状
        1.2.1 格形钢板桩围堰的应用现状
        1.2.3 钢板桩格形围堰的特点（郭强，2015）
        1.2.4 钢板桩格形围堰结构的数值分析研究现状
    1.3 研究内容和设计路线
        1.3.1 现有研究中存在的问题
        1.3.2 主要研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 钢板桩格形围堰计算理论
    2.1 典型破坏形式
    2.2 经典计算理论
        2.2.1 抗倾覆稳定性计算方法
        2.2.2 抗剪切变形计算
        2.2.3 抗剪切变形方法选用
第三章 钢板桩格形围堰施工工法
    3.1 钢板桩拼接及下沉
        3.1.1 现场打设施工
        3.1.2 整体吊放施工
    3.2 钢板桩打桩工法
        3.2.1 振动打桩法
        3.2.2 静压法
        3.2.3 锤击打桩法
        3.2.4 打桩方式
    3.3 格内填料填充
    3.4 本工程采用工法
第四章 三维有限元计算模型建立及稳定性分析方法
    4.1 模型及边界条件
    4.2 土体材料参数设置
        4.2.1 土体本构模型
        4.2.2 土体材料参数
    4.3 钢板桩材料参数设置
        4.3.1 钢板桩密度
        4.3.2 钢板桩弹性模量
    4.4 单元选取及网格划分
        4.4.1 实体单元
        4.4.2 网格划分技术
        4.4.3 本文单元选取及网格划分
    4.5 模型相互作用定义
        4.5.1 钢板桩与土体接触面定义
        4.5.2 土层间表面约束定义
    4.6 分析步设置
    4.7 结构稳定性分析方法
        4.7.1 稳定性分析步骤
第五章 长春第六净水厂格形围堰有限元计算
    5.1 工程概况
        5.1.1 结构形式
        5.1.2 地质条件
        5.1.3 计算工况
    5.2 有限元计算模型
    5.3 土压力计算
        5.3.1 关键节点选取
        5.3.2 竖向土压力分布
    5.4 环向应力分布
        5.4.1 主格环向应力分布云图
        5.4.2 环向应力竖向分布
        5.4.3 环向应力沿环向分布
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]静压钢板桩施工技术及发展前景[J]. 杨伟海.  现代物业(中旬刊). 2019(04)
[2]钢板桩围堰设计的土压力计算方法探讨[J]. 汤劲松,熊保林.  岩土工程学报. 2014(S2)
[3]格型钢板桩结构数值建模方法研究[J]. 王元战,焉振.  海洋工程. 2014(05)
[4]基于ABAQUS岩土工程中地应力平衡的探讨[J]. 马云峰.  科技与创新. 2014(08)
[5]两种常用本构模型在基坑开挖数值模拟中的适用性[J]. 蒋明镜,朱方园,刘芳.  河海大学学报(自然科学版). 2012(05)
[6]基于ABAQUS的初始地应力平衡方法研究[J]. 代汝林,李忠芳,王姣.  重庆工商大学学报(自然科学版). 2012(09)
[7]格形钢板桩结构稳定性的有限元数值分析[J]. 王元战,王举睿.  港工技术. 2012(02)
[8]格形钢板桩抗倾覆稳定性计算新方法[J]. 伍晓峰,刘祚秋.  水运工程. 2011(12)
[9]格形钢板桩结构填料土压力及剪切破坏面研究[J]. 刘祚秋,钟志辉,林世延.  中北大学学报(自然科学版). 2010(04)
[10]土的本构模型研究现状与发展的讨论[J]. 王涛,宗长龙,李春林.  山西建筑. 2007(04)



本文编号：3719452