高桩码头地震响应非线性分析与损伤发展研究
发布时间：2020-12-11 16:01
我国是一个海洋大国,拥有着广阔的海岸线,港口码头对我国的经济和社会发展有着巨大的影响。高桩码头作为重要的海洋和陆地运输交通的纽带工程,其抗震性能在工程界和学术界受到广泛的重视。众多学者对高桩码头的抗震研究,主要集中在分析高桩码头结构的受力特点和位移响应,对探究高桩码头在地震荷载作用下随时间的损伤演化过程尚处于空白状态。同时,长期受到海水侵蚀导致高桩码头出现混凝土的碳化和钢筋的锈蚀等材料劣化,进而导致高桩码头整体受力性能下降。故在地震荷载作用下,广泛深入地研究腐蚀环境下高桩码头结构抗震能力具有重要意义。本文建立高桩码头非线性有限元模型,土体选择Drucker-Prager本构,钢筋和混凝土采用embedded技术组合,采用弹塑性时程分析法,研究了高桩码头在地震荷载作用下的损伤演化以及最终损伤模式,通过对模型引入受拉和受压损伤因子的概念详细论述了高桩码头结构拉压损伤随地震的发展过程,从而有效给出高桩码头的抗震薄弱环节。同时,考虑了腐蚀环境对桩身的影响,建立了考虑腐蚀的高桩码头有限元模型,分别研究了桩身均匀腐蚀和浪溅区腐蚀对高桩码头抗震性能和损伤演化的影响,总结规律为高桩码头结构抗震优化设计...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高桩码头抗震方法和损伤理论的结合
1.2.2 钢筋锈蚀方面的研究
1.3 本文研究内容
2 基于ABAQUS的高桩码头有限元抗震分析理论
2.1 引言
2.2 混凝土本构模型及损伤原理
2.2.1 混凝土本构模型
2.2.2 塑性损伤模型的定义
2.2.3 钢筋本构模型
2.2.4 土体本构模型
2.3 接触和阻尼的设置
2.4 单元的选择和网格的划分
2.4.1 单元的选择
2.4.2 网格的划分
2.5 ABAQUS时程分析法计算原理
2.5.1 动力隐式平衡方程积分法
2.5.2 动力显式平衡方程积分法
2.6 本章小结
3 高桩码头非线性动力损伤分析
3.1 引言
3.2 ABAQUS的塑性损伤本构模型
3.2.1 损伤力学基本概念介绍
3.2.2 ABAQUS中混凝土材料非线性的定义
3.3 模型实例
3.3.2 塑性损伤模型参数
3.3.3 土体模型参数
3.3.4 地震波的选取
3.3.5 分析步的设置
3.4 模态分析
3.5 计算结果分析
3.5.1 高桩码头的拉伸损伤随时间的发展
3.5.2 Kobe地震波加载下高桩码头拉压损伤随地震强度增加的发展
3.5.3 典型单元的时程曲线图分析
3.5.4 不同地震波形对高桩码头损伤演化的影响
3.6 本章小结
4 腐蚀环境下的高桩码头非线性响应分析
4.1 引言
4.2 锈蚀对钢筋材料本构模型的影响
4.3 模型概况
4.4 计算结果分析
4.4.1 桩身内力
4.4.2 应力云图
4.4.3 损伤分布云图和典型单元的损伤时程曲线图
4.4.4 码头面板水平响应
4.5 腐蚀区域对高桩码头动力损伤的影响
4.5.1 损伤分布
4.5.2 典型单元的时程曲线图分析
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高桩码头地震响应非线性有限元分析[J]. 李强,姜萌,王文彬. 中国水运(下半月). 2015(04)
[2]ABAQUS混凝土塑性损伤模型概述[J]. 孙庆昭. 重庆建筑. 2014(11)
[3]密排支护桩挤土效应研究[J]. 徐美娟,郭玉君,黄广龙. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(06)
[4]混凝土硫酸盐腐蚀试验研究[J]. 闫宏生. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2012(06)
[5]海洋浪溅区钢铁腐蚀与防护进展[J]. 刘建国,李言涛,侯保荣. 腐蚀与防护. 2012(10)
[6]基于混凝土损伤塑性模型的桥墩地震响应分析[J]. 王维,何丽丽,李涛涛,黄信. 长江科学院院报. 2012(06)
[7]水平地震作用下高桩码头结构响应谱分析[J]. 陶桂兰,王定. 中国港湾建设. 2012(01)
[8]高桩码头叉桩节点抗震性能有限元数值模拟[J]. 李文贵,龙炳煌. 建筑科学与工程学报. 2010(04)
[9]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数验证[J]. 张劲,王庆扬,胡守营,王传甲. 建筑结构. 2008(08)
[10]振动轮-土壤模型的有限元分析[J]. 张志峰,郝飞,冯忠绪. 建筑机械. 2008(15)
博士论文
[1]高桩码头抗震性能计算分析[D]. 李颖.大连理工大学 2011
[2]地震作用下海洋环境码头桩—土动力相互作用分析[D]. 贺斌.武汉大学 2004
硕士论文
[1]沿海在役梁板式高桩码头结构构件承载力的退化规律的研究[D]. 程婷.重庆交通大学 2015
[2]钢筋混凝土矩形桥墩的地震损伤及其抗震性能分析[D]. 湛缕金.长沙理工大学 2015
[3]基于ABAQUS的高混凝土坝的动力损伤分析[D]. 王佩珏.大连理工大学 2014
[4]高原库区软岩嵌岩桩水平承载力性能研究[D]. 关英俊.重庆交通大学 2012
[5]地震作用下高桩码头结构动力响应分析[D]. 梁雨兰.长沙理工大学 2012
[6]降雨入渗对土坡稳定性的影响[D]. 汪仕旭.广东工业大学 2011
[7]地震荷载作用下内河架空直立式集装箱码头数值分析[D]. 吴飞桥.重庆交通大学 2010
本文编号：2910820
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 高桩码头抗震方法和损伤理论的结合
1.2.2 钢筋锈蚀方面的研究
1.3 本文研究内容
2 基于ABAQUS的高桩码头有限元抗震分析理论
2.1 引言
2.2 混凝土本构模型及损伤原理
2.2.1 混凝土本构模型
2.2.2 塑性损伤模型的定义
2.2.3 钢筋本构模型
2.2.4 土体本构模型
2.3 接触和阻尼的设置
2.4 单元的选择和网格的划分
2.4.1 单元的选择
2.4.2 网格的划分
2.5 ABAQUS时程分析法计算原理
2.5.1 动力隐式平衡方程积分法
2.5.2 动力显式平衡方程积分法
2.6 本章小结
3 高桩码头非线性动力损伤分析
3.1 引言
3.2 ABAQUS的塑性损伤本构模型
3.2.1 损伤力学基本概念介绍
3.2.2 ABAQUS中混凝土材料非线性的定义
3.3 模型实例
3.3.2 塑性损伤模型参数
3.3.3 土体模型参数
3.3.4 地震波的选取
3.3.5 分析步的设置
3.4 模态分析
3.5 计算结果分析
3.5.1 高桩码头的拉伸损伤随时间的发展
3.5.2 Kobe地震波加载下高桩码头拉压损伤随地震强度增加的发展
3.5.3 典型单元的时程曲线图分析
3.5.4 不同地震波形对高桩码头损伤演化的影响
3.6 本章小结
4 腐蚀环境下的高桩码头非线性响应分析
4.1 引言
4.2 锈蚀对钢筋材料本构模型的影响
4.3 模型概况
4.4 计算结果分析
4.4.1 桩身内力
4.4.2 应力云图
4.4.3 损伤分布云图和典型单元的损伤时程曲线图
4.4.4 码头面板水平响应
4.5 腐蚀区域对高桩码头动力损伤的影响
4.5.1 损伤分布
4.5.2 典型单元的时程曲线图分析
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高桩码头地震响应非线性有限元分析[J]. 李强,姜萌,王文彬. 中国水运(下半月). 2015(04)
[2]ABAQUS混凝土塑性损伤模型概述[J]. 孙庆昭. 重庆建筑. 2014(11)
[3]密排支护桩挤土效应研究[J]. 徐美娟,郭玉君,黄广龙. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(06)
[4]混凝土硫酸盐腐蚀试验研究[J]. 闫宏生. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2012(06)
[5]海洋浪溅区钢铁腐蚀与防护进展[J]. 刘建国,李言涛,侯保荣. 腐蚀与防护. 2012(10)
[6]基于混凝土损伤塑性模型的桥墩地震响应分析[J]. 王维,何丽丽,李涛涛,黄信. 长江科学院院报. 2012(06)
[7]水平地震作用下高桩码头结构响应谱分析[J]. 陶桂兰,王定. 中国港湾建设. 2012(01)
[8]高桩码头叉桩节点抗震性能有限元数值模拟[J]. 李文贵,龙炳煌. 建筑科学与工程学报. 2010(04)
[9]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数验证[J]. 张劲,王庆扬,胡守营,王传甲. 建筑结构. 2008(08)
[10]振动轮-土壤模型的有限元分析[J]. 张志峰,郝飞,冯忠绪. 建筑机械. 2008(15)
博士论文
[1]高桩码头抗震性能计算分析[D]. 李颖.大连理工大学 2011
[2]地震作用下海洋环境码头桩—土动力相互作用分析[D]. 贺斌.武汉大学 2004
硕士论文
[1]沿海在役梁板式高桩码头结构构件承载力的退化规律的研究[D]. 程婷.重庆交通大学 2015
[2]钢筋混凝土矩形桥墩的地震损伤及其抗震性能分析[D]. 湛缕金.长沙理工大学 2015
[3]基于ABAQUS的高混凝土坝的动力损伤分析[D]. 王佩珏.大连理工大学 2014
[4]高原库区软岩嵌岩桩水平承载力性能研究[D]. 关英俊.重庆交通大学 2012
[5]地震作用下高桩码头结构动力响应分析[D]. 梁雨兰.长沙理工大学 2012
[6]降雨入渗对土坡稳定性的影响[D]. 汪仕旭.广东工业大学 2011
[7]地震荷载作用下内河架空直立式集装箱码头数值分析[D]. 吴飞桥.重庆交通大学 2010
本文编号：2910820
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