高边坡条件下混合式船闸闸室墙有限元模拟及结构优化研究

发布时间：2017-10-03 21:05

  本文关键词：高边坡条件下混合式船闸闸室墙有限元模拟及结构优化研究

  更多相关文章： 混合式闸室墙 高边坡稳定性分析 内力分析 有限元 结构优化

【摘要】：船闸作为水路运输中通航建筑物的主要形式,由于类型多样、形式复杂,结构的受力状态各有不同。闸墙作为船闸结构的主要组成部分,在目前的工程设计中主要是以解析法为主,而有限元法作为可以精确求解闸墙受力及变形的一种方法,在船闸的设计及受力变形的研究中应用较少。本文以老挝湄公河萨拉康船闸闸墙为工程实例,针对传统混合式闸室墙结构计算的局限性,建立高边坡条件下混合式船闸闸室结构的有限元模型。在充分考虑到船闸闸室与周围土体(岩土)之间的相互作用、闸室中水位不同时的水压力、墙后土压力、底部锚杆的作用力等荷载的作用情况下,模拟几种主要工况下墙体本身以及其与岩基之间的接触应力。分析边坡的稳定性及改变闸墙锚杆分布后对闸墙稳定性的影响,得到混合式船闸闸室墙的应力应变特征,为高边坡混合式船闸闸室墙的结构优化设计提供参考,研究结论可用于指导工程实践。主要研究内容如下:1)运用传统解析法,计算并分析不同工况下船闸闸室墙的受力及抗滑、抗倾稳定性;2)建立混合式船闸闸室结构有限元模型,研究分析不同工况下船闸闸室墙不同部位的应力应变大小及分布情况;3)对解析法计算结果和有限元模拟结果进行对比分析,并运用强度折减法对边坡的稳定性进行分析;4)计算分析改变锚杆的间距、杆径、夹角时闸墙受力及变形的变化,找出变化规律并将其应用于船闸闸室结构的优化设计。
【关键词】：混合式闸室墙 高边坡稳定性分析 内力分析 有限元 结构优化
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U641.31
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 船闸在我国水运发展中的重要作用10
• 1.2 船闸的类型及基本组成10-12
• 1.2.1 分离式闸室结构11-12
• 1.2.2 整体式闸室结构12
• 1.3 船闸结构国内外研究现状12-16
• 1.4 本文研究的目的及意义16
• 1.5 本文主要研究内容16-17
• 第二章 船闸闸室结构分析中的解析法17-26
• 2.1 分离式闸室结构的内力分析17-24
• 2.1.1 重力式闸室墙结构内力分析17-19
• 2.1.2 悬臂式闸室墙结构内力分析19
• 2.1.3 扶壁式闸室墙结构内力分析19-20
• 2.1.4 衬砌式闸室墙结构内力分析20-22
• 2.1.5 混合式闸室墙结构内力分析22-23
• 2.1.6 分离式闸室底板内力分析23-24
• 2.2 整体式闸室结构内力分析24
• 2.2.1 整体式闸室墙结构内力分析24
• 2.2.2 整体式闸室底板内力分析24
• 2.3 本章小结24-26
• 第三章 有限元法分析原理26-33
• 3.1 引言26
• 3.2 弹性力学原理26-30
• 3.3 有限元法简介30-32
• 3.3.1 有限元法的发展30
• 3.3.2 有限元法基本原理30-31
• 3.3.3 有限元法基本步骤31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 混合式闸室墙的解析法计算33-59
• 4.1 工程概况33
• 4.2 船闸闸室布置形式33-34
• 4.3 解析法闸室墙结构的计算34-38
• 4.3.1 闸室墙结构稳定性验算34-35
• 4.3.2 闸室墙结构荷载计算35-38
• 4.4 不同工况下闸室墙的内力分析38-47
• 4.4.1 正常运行工况38-39
• 4.4.2 完建工况39-41
• 4.4.3 检修工况41-43
• 4.4.4 设计洪水工况43-45
• 4.4.5 校核洪水工况45-47
• 4.5 本章小结47-49
• 附表49-59
• 第五章有限元法闸室结构的计算59-83
• 5.1 船闸高边坡的稳定性分析59-62
• 5.1.1 强度折减法原理59
• 5.1.2 有限元模型建立59-60
• 5.1.3 边坡稳定性有限元分析60-62
• 5.2 闸室墙有限元模型的建立62
• 5.3 本构模型的选取62-63
• 5.4 网格的划分63
• 5.5 不同工况下闸室结构应力变形分析63-79
• 5.5.1 正常运用工况64-67
• 5.5.2 完建工况67-70
• 5.5.3 检修工况70-73
• 5.5.4 设计洪水工况73-76
• 5.5.5 校核洪水工况76-79
• 5.6 有限元法结果分析79-80
• 5.7 有限元法与解析法对比80-81
• 5.8 本章小结81-83
• 第六章 高边坡混合式闸室墙的结构优化83-89
• 6.1 底部锚杆改变对闸室墙的影响83-88
• 6.1.1 锚杆直径改变对闸室墙的影响83-84
• 6.1.2 锚杆角度改变对闸室墙的影响84-85
• 6.1.3 锚杆长度改变对闸室墙的影响85-86
• 6.1.4 锚杆密度改变对闸室墙的影响86-88
• 6.2 本章小结88-89
• 第七章 结论与建议89-91
• 7.1 结论89
• 7.2 建议89-91
• 致谢91-92
• 参考文献92-95
• 在学期间发表的论文和取得的学术成果95

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本文编号：966701