基于GPS定位技术的重力式码头变形监测研究与数值模拟分析

发布时间：2017-10-16 17:33

  本文关键词：基于GPS定位技术的重力式码头变形监测研究与数值模拟分析

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【摘要】：重力式码头是一种常见的水工建筑物,长期受到外部环境荷载的冲击,结构不可避免的会出现损伤破坏,对重力式码头进行变形监测是避免码头运营中发生重大事故的有效措施。本文以杭州市某港口重力式码头为工程背景,探讨GPS定位技术应用于重力式码头变形监测的可行性,并从理论分析、现场监测和数值模拟三个方面分析重力式码头的变形情况,具体研究内容如下： (1)阐述重力式码头的特点、构造组成及其结构型式,分析重力式码头所受的荷载情况,并探究码头结构的损伤机理。 (2)介绍GPS定位系统的特点及其定位原理,并分析GPS监测中的各种误差来源及其影响规律。进一步研究杭州市某港口重力式码头监测方案的制度,总结GPS在监测网布布设、数据采集和数据处理等方面需注意的问题。 (3)利用GPS定位技术对重力式码头进行三期水平位移监测,比较分析各期监测数据,总结码头前沿挡土墙的水平位移规律。研究表明,在监测期间,重力式码头九个监测点中仅3号点和4号点南北方向位移超过限差,其他监测点是稳定的,但随着时间的变化,3号点和4号点位移逐渐趋于稳定。 (4)采用数值模拟方法分析重力式码头前沿挡土墙在机械荷载、堆货荷载和水荷载等荷载共同作用下的水平位移情况,并将数值计算结果与GPS监测结果进行比较分析,结果表明,两者位移趋势基本一致,验证了有限元分析的科学合理性和GPS监测结果的可信性。并进一步研究机械荷载、堆货荷载以及堆货区范围三种载荷因素变化对挡土墙水平位移的影响。结果表明,机械荷载对挡土墙水平位移影响最大。
【关键词】：重力式码头 GPS 变形监测 数值模拟
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U657;P228.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 GPS变形监测研究现状12-14
• 1.2.2 重力式码头结构研究现状14-17
• 1.3 主要研究内容17-19
• 1.3.1 研究意义17
• 1.3.2 研究内容17-19
• 第2章 重力式码头结构的损伤变形机理19-33
• 2.1 工程简介19-20
• 2.1.1 工程设计概况19-20
• 2.1.2 水文和地质条件20
• 2.2 重力式码头的结构组成及分类20-24
• 2.2.1 重力式码头的结构组成20-21
• 2.2.2 重力式码头的类型21-24
• 2.3 重力式码头结构的受力分析24-28
• 2.4 重力式码头结构的损伤机理及其影响因素28-32
• 2.4.1 重力式码头结构损伤机理分析28-31
• 2.4.2 重力式码头结构的损伤影响因素31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 GPS变形监测的理论基础33-44
• 3.1 GPS简介33-35
• 3.2 GPS定位原理35-38
• 3.2.1 GPS观测量原理36-37
• 3.2.2 GPS相对定位原理37-38
• 3.3 GPS变形监测作业模式38-40
• 3.4 GPS变形监测的误差分析40-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第4章 重力式码头GPS监测的应用分析44-64
• 4.1 GPS变形监测方案44-47
• 4.1.1 监测项目44-45
• 4.1.2 GPS变形监测网设计45-46
• 4.1.3 GPS网精度要求46-47
• 4.2 数据采集与处理47-54
• 4.2.1 监测仪器参数47-48
• 4.2.2 GPS监测方法48-49
• 4.2.3 仪器安置49
• 4.2.4 观测记录49-50
• 4.2.5 GPS数据处理50-54
• 4.3 GPS监测结果分析54-62
• 4.3.1 已有控制成果54-55
• 4.3.2 GPS监测结果55-56
• 4.3.3 基准点精度分析56
• 4.3.4 监测点变形分析56-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第5章 重力式码头变形的有限元分析64-81
• 5.1 有限元法简介64-66
• 5.2 ANSYS有限元软件简介66
• 5.3 建立有限元模型66-73
• 5.3.1 模型的基本假定66-67
• 5.3.2 本构模型与屈服准则67-68
• 5.3.3 确立几何模型的尺寸68-69
• 5.3.4 模型单元选取69
• 5.3.5 定义模型材料特性69-70
• 5.3.6 定义接触单元70
• 5.3.7 建立模型和划分网格70-72
• 5.3.8 定义边界条件与施加荷载72-73
• 5.4 有限元模型计算结果与分析73-80
• 5.4.1 计算结果分析73-76
• 5.4.2 载荷参数敏感性分析76-80
• 5.5 本章小结80-81
• 第6章 结论与展望81-83
• 6.1 结论81-82
• 6.2 存在的问题及今后工作的建议82-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-88
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果88

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