皖江区域板桩码头结构体系作用机理研究

发布时间：2021-02-13 03:57

　　利用现有的皖江岸线资源,积极谋划港口发展,逐渐提升皖江沿线码头吨位,优化岸线利用率,推动皖江区域经济发展。板桩码头具有节约海岸线,成本低廉等特点,但结构型式及设计技术的不成熟成了制约其向深水化发展的重要原因。探索适用于皖江区域的深水板桩码头成为了重要的研究课题。本文选取皖江区域典型砂土开展颗粒级配、比重、相对密度试验,获取该区域砂土物理特征。进行三轴剪切试验,探讨砂土力学特征。借助理论分析推导其邓肯-张E-B本构模型参数。利用ABAQUS软件平台,编译邓肯-张E-B本构模型子程序,建立三轴试验模型,验证二次开发的正确性和本构模型参数的准确性。针对悬臂式、单锚式、遮帘式板桩码头,开展三维有限元数值计算,比较分析三种结构型式的板桩码头作用机理。当前沿港池开挖较浅时,悬臂式板桩码头前墙土压力与静止理论计算值相近,前墙偏移量增幅随港池的挖深不断增大,弯矩快速达到极值,而单锚式板桩码头前墙的模拟土压力都在静止理论与朗肯理论计算值之间,前墙土压力呈现“R”型。伴随港池挖深,前墙弯矩正负值最大位置不断下移。表明单锚式前墙位移变化越大,土压力变化也越大,前墙弯矩也随之变化,拉杆在深水化过程中能够约束前... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【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 引言
    1.2 土体本构研究概况
    1.3 板桩码头土压力研究概况
    1.4 板桩码头结构计算研究概况
    1.5 本文研究目的与思路
第二章 砂土三轴试验及成果分析
    2.1 引言
    2.2 试验仪器的简介
    2.3 静三轴试验原理
    2.4 试验材料及成样方法
        2.4.1 土体的颗粒级配
        2.4.2 土体的比重试验
        2.4.3 相对密度试验
        2.4.4 试验砂土的基本物理参数
        2.4.5 砂土土样的制备
    2.5 试验方案
    2.6 试验结果
        2.6.1 试验结果的记录
        2.6.2 试验结果的整理
    2.7 小结
第三章 砂土邓肯-张E-B模型参数
    3.1 引言
    3.2 邓肯-张模型的本构关系
    3.3 邓肯-张E-B模型参数
    3.4 小结
第四章 邓肯-张E-B模型二次开发与三轴试验的对比
    4.1 引言
    4.2 邓肯-张E-B模型二次开发
        4.2.1 ABAQUS简介
        4.2.2 ABAQUS子程序接口
        4.2.3 邓肯-张E-B模型二次开发流程
    4.3 砂土三轴固结排水试验有限元模拟
        4.3.1 邓肯-张E-B模型子程序的验证
        4.3.2 砂土三轴试验的有限元模拟
    4.4 小结
第五章 板桩码头结构作用机理研究
    5.1 引言
    5.2 悬臂式板桩码头作用机理分析
        5.2.1 悬臂式板桩码头土压力计算
            5.2.1.1 朗肯土压力理论
            5.2.1.2 前墙的主动土压力
            5.2.1.3 静止土压力
        5.2.2 悬臂式板桩结构分析
        5.2.3 悬臂式板桩码头三维有限元模拟
        5.2.4 悬臂式板桩码头模拟结果分析
            5.2.4.1 前墙的土压力分析
            5.2.4.2 前墙的位移分析
            5.2.4.3 前墙的弯矩分析
    5.3 单锚式板桩码头作用机理分析
        5.3.1 单锚式板桩码头前墙土压力计算
        5.3.2 单锚式板桩码头结构分析
        5.3.3 单锚式板桩码头三维有限元模拟
        5.3.4 单锚式板桩码头模拟结果分析
            5.3.4.1 前墙的土压力分析
            5.3.4.2 前墙和锚碇墙位移分析
            5.3.4.3 前墙和锚碇墙弯矩分析
            5.3.4.4 拉杆拉力分析
    5.4 遮帘式板桩码头作用机理分析
        5.4.1 遮帘式板桩码头前墙土压力计算
        5.4.2 遮帘式板桩码头三维有限元模拟
        5.4.3 遮帘式板桩码头模拟结果分析
            5.4.3.1 码头结构土压力分析
            5.4.3.2 码头结构水平位移分析
            5.4.3.3 码头结构弯矩分析
            5.4.3.4 拉杆拉力分析
    5.5 悬臂式、单锚式、遮帘式板桩码头数值计算结果比较分析
        5.5.1 板桩码头前墙土压力比较分析
        5.5.2 板桩码头前墙位移比较分析
        5.5.3 板桩码头前墙弯矩比较分析
        5.5.4 板桩码头锚碇墙内力比较分析
        5.5.5 板桩码头拉杆拉力比较分析
    5.6 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 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
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[3]考虑土拱效应的抗滑桩桩间距计算方法研究[J]. 陈涛,陈洪凯.  路基工程. 2017(03)
[4]饱和砂土的循环边界面本构模型[J]. 赵春雷,蔡国庆,赵成刚,张卫华.  固体力学学报. 2017(03)
[5]双排抗滑桩土拱效应影响因素的数值分析[J]. 赵波,王运生,李贞,申通.  中外公路. 2017(02)
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[7]基于土拱效应的抗滑桩桩距优化设计[J]. 李梅,钱锐,惠明星.  武汉理工大学学报. 2017(02)
[8]深基坑开挖土拱效应影响因素研究[J]. 李涛,朱连华,李彬如,方雪飞,刘显宽.  中国矿业大学学报. 2017(01)
[9]考虑土拱效应的非垂直刚性挡墙主动土压力[J]. 孙文君,宋杨,王学民,王蓉蓉,杨鹏志.  公路工程. 2016(03)
[10]基于土拱效应的挡墙后砂土主动土压力计算分析[J]. 周云东,杨德.  河海大学学报(自然科学版). 2016(02)

硕士论文
[1]基于扩展有限元法和离散元法的土壤—耕具接触研究[D]. 杨菊.昆明理工大学 2014
[2]饱和砂土的三轴试验及地震液化分析研究[D]. 杨依民.大连理工大学 2013
[3]遮帘式板桩码头结构的土压力计算及优化设计[D]. 高亚微.长沙理工大学 2012
[4]移动荷载作用下半刚性基层沥青路面结构的动力响应研究[D]. 王保实.西安建筑科技大学 2011
[5]大晃动粘性流体与储液容器的相互作用数值分析[D]. 李青.清华大学 2004



本文编号：3031932