深水厚抛石基床大分层重锤夯实关键技术研究
发布时间：2023-05-10 01:23
抛石基床是重力式码头、防波堤、沉管隧道广泛采用的基础型式,具有承载能力大、抗滑移、经济性好等优点。本论文以解决深水码头基床夯实施工关键技术为切入点,以大分层重锤夯实施工工艺为目标,采用理论分析、数值模拟、缩尺模型试验、现场试验等研究手段,对重锤水下有效夯击能、重锤夯实抛石有效加固深度、抛石基床大分层重锤夯实工艺等关键技术问题进行了研究。(1)采用显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA,按流固耦合理论考虑浮力、绕流阻力等因素对有效夯击能的影响,建立了重锤水中下落过程有效夯击能数值分析模型。(2)采用离散元颗粒流模拟软件PFC2D对重锤夯击动态过程进行分析,建立了重锤夯实抛石全过程分析的数值模型,探讨了基床厚度、落距、锤重和夯击遍数对重锤有效加固深度的影响规律。(3)基于缩尺试验结果,验证了重锤水中运动经验理论计算公式的合理性和对比修正了绕流阻力系数Cf取值范围,建立了重锤夯击过程的冲击应力平均值和峰值计算公式,验证了重锤夯击应力传递符合Kogler经验公式。(4)根据缩尺模型试验和现场试验结果,修正和完善了数值分析模型,提出了单位面积夯击能、冲击应力、抛石底部附加...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文背景和意义
1.2 国内外技术现状
1.2.1 水下重锤夯实机理研究
1.2.2 重锤夯实工艺
1.3 研究内容和方法
1.3.1 论文内容
1.3.2 研究方法和技术路线
第二章 水下重锤有效夯击能数值模拟分析
2.1 重锤水下运动计算简化模型
2.2 重锤水下运动数值模拟分析
2.2.1 力学模型及其参数
2.2.2 计算模型
2.2.3 重锤不同设计参数影响模拟结果分析
2.3 工程常用圆台型重锤有效夯击能分析
2.3.1 模型参数
2.3.2 模拟结果
2.4 水下重锤有效夯击能关键参数取值
2.4.1 绕流阻力系数
2.4.2 夯击能利用系数
2.5 本章小结
第三章 抛石离散体模拟与重锤有效加固深度分析
3.1 抛石体离散模型构成与模拟技术
3.1.1 现场抛石体几何统计与重构
3.1.2 重锤夯击抛石数值模型实现
3.2 水下重锤夯实抛石基床的有效加固深度数值模拟分析
3.2.1 不同基床厚度情况下夯实效果的模拟
3.2.2 不同落距情况下基床夯实效果模拟
3.2.3 不同锤重情况下对基床夯实效果的模拟
3.2.4 不同夯击次数对基床夯实效果的模拟
3.2.5 抛石基床加抛不同分层厚度抛石进行夯击分析
3.3 本章小结
第四章 水下重锤夯实抛石缩尺模型试验
4.1 试验内容和依据
4.1.1 试验内容
4.1.2 试验依据
4.2 试验模型设计
4.2.1 试验水池
4.2.2 重锤设计
4.2.3 监测设计
4.3 重锤有效夯击能试验
4.3.1 试验原理
4.3.2 试验工况
4.3.3 试验结果
4.3.4 规律探讨
4.4 重锤与抛石作用试验
4.4.1 试验思路
4.4.2 试验工况
4.4.3 试验结果
4.4.4 规律探讨
4.5 本章小结
第五章 大分层重锤夯实现场试验
5.1 现场试验工程概况
5.2 试验内容和原理
5.2.1 试验内容
5.2.2 试验原理
5.3 试验工况和过程
5.3.1 试验工况
5.3.2 试验过程
5.4 试验结果
5.4.1 监测数据结果
5.5 试验结果与数值模拟对比分析
5.5.1 数值模型
5.5.2 结果对比分析
5.6 本章小结
第六章 深水厚抛石基床大分层重锤夯实工艺及施工组织管理
6.1 重锤选锤和关键技术参数
6.1.1 重锤有效夯击能估算公式
6.1.2 重锤夯击应力和应力传递经验估算公式
6.1.3 锤夯参数推导模型
6.2 锤夯施工工艺
6.2.1 超厚抛石工艺流程
6.2.2 关键技术要点
6.3 施工组织管理
6.3.1 施工要点控制
6.3.2 质量保证措施
6.3.3 安全保证措施
6.3.4 环境保护措施
6.4 锤夯工效和效益分析
6.4.1 锤夯工效分析
6.4.2 经济效益对比分析
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3812759
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文背景和意义
1.2 国内外技术现状
1.2.1 水下重锤夯实机理研究
1.2.2 重锤夯实工艺
1.3 研究内容和方法
1.3.1 论文内容
1.3.2 研究方法和技术路线
第二章 水下重锤有效夯击能数值模拟分析
2.1 重锤水下运动计算简化模型
2.2 重锤水下运动数值模拟分析
2.2.1 力学模型及其参数
2.2.2 计算模型
2.2.3 重锤不同设计参数影响模拟结果分析
2.3 工程常用圆台型重锤有效夯击能分析
2.3.1 模型参数
2.3.2 模拟结果
2.4 水下重锤有效夯击能关键参数取值
2.4.1 绕流阻力系数
2.4.2 夯击能利用系数
2.5 本章小结
第三章 抛石离散体模拟与重锤有效加固深度分析
3.1 抛石体离散模型构成与模拟技术
3.1.1 现场抛石体几何统计与重构
3.1.2 重锤夯击抛石数值模型实现
3.2 水下重锤夯实抛石基床的有效加固深度数值模拟分析
3.2.1 不同基床厚度情况下夯实效果的模拟
3.2.2 不同落距情况下基床夯实效果模拟
3.2.3 不同锤重情况下对基床夯实效果的模拟
3.2.4 不同夯击次数对基床夯实效果的模拟
3.2.5 抛石基床加抛不同分层厚度抛石进行夯击分析
3.3 本章小结
第四章 水下重锤夯实抛石缩尺模型试验
4.1 试验内容和依据
4.1.1 试验内容
4.1.2 试验依据
4.2 试验模型设计
4.2.1 试验水池
4.2.2 重锤设计
4.2.3 监测设计
4.3 重锤有效夯击能试验
4.3.1 试验原理
4.3.2 试验工况
4.3.3 试验结果
4.3.4 规律探讨
4.4 重锤与抛石作用试验
4.4.1 试验思路
4.4.2 试验工况
4.4.3 试验结果
4.4.4 规律探讨
4.5 本章小结
第五章 大分层重锤夯实现场试验
5.1 现场试验工程概况
5.2 试验内容和原理
5.2.1 试验内容
5.2.2 试验原理
5.3 试验工况和过程
5.3.1 试验工况
5.3.2 试验过程
5.4 试验结果
5.4.1 监测数据结果
5.5 试验结果与数值模拟对比分析
5.5.1 数值模型
5.5.2 结果对比分析
5.6 本章小结
第六章 深水厚抛石基床大分层重锤夯实工艺及施工组织管理
6.1 重锤选锤和关键技术参数
6.1.1 重锤有效夯击能估算公式
6.1.2 重锤夯击应力和应力传递经验估算公式
6.1.3 锤夯参数推导模型
6.2 锤夯施工工艺
6.2.1 超厚抛石工艺流程
6.2.2 关键技术要点
6.3 施工组织管理
6.3.1 施工要点控制
6.3.2 质量保证措施
6.3.3 安全保证措施
6.3.4 环境保护措施
6.4 锤夯工效和效益分析
6.4.1 锤夯工效分析
6.4.2 经济效益对比分析
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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