基于ABAQUS的格形钢板桩码头结构数值计算

发布时间：2017-06-14 09:08

  本文关键词：基于ABAQUS的格形钢板桩码头结构数值计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着我国港口事业的发展,自然条件较好的海湾和海岸已被开发,以后的港口工程建设将更多的处于各种复杂的条件下,或浪大流急,或海滩平缓,或地基土质松软。格形钢板桩码头结构具有钢板桩和重力式码头的综合优势及相应限制,其具有构造简单、能充分利用刚材和填料各自特性,使其能充分利用钢板桩的强度高、抗弯能力强、能充分适应地基变化、耐久力强的特点。但是,国内对格形钢板桩码头结构尚未开展过深入的研究,还没有建立完善合理的设计与计算方法。由此,本文探究性地应用国际通用的大型非线性有限元分析软件ABAQUS对格形钢板桩码头结构进行了单筒仓结构的建模。并且与相应的理论计算结果进行了验证。对格形钢板桩码头结构的铰接计算模型与刚接计算模型进行了对比研究,对不同工况下格形钢板桩码头结构进行了相应计算,并分析、总结了实际工程中各个因素的变化对格形钢板桩码头结构内填料土压力、变位、钢板桩环向锁扣拉应力的影响规律。对格形钢板桩码头结构钢板桩间铰接的计算模型的建立、计算,以及使其与刚接计算模型计算结果进行的对比研究,是本文的创新之处。也因此发现,用铰接模型的计算结果对格形钢板桩码头结构进行设计较为合理。研究发现,当格形钢板桩码头结构的高径比、埋深达到一定值时,格形钢板桩码头结构的格体结构在土的束缚作用下刚度近似于大直径薄壳结构。经分析,本文得到的相关结论可作为格形钢板桩码头结构实际工程设计的参考。同时也提供了一个研究方向,若在建模中进一步分层设置土体的粘聚力、内摩擦角、渗透系数、含水量、地下水等参数,会使计算结果更满足工程实际的需要。
【关键词】：格形钢板桩 数值计算 ABAQUS
【学位授予单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U656.112
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题背景7
• 1.2 研究现状7-12
• 1.2.1 理论计算8-9
• 1.2.2 结构特点9
• 1.2.3 研究近况9-12
• 1.3 本文研究内容12-13
• 第二章 有限元数值模拟方法及模型验证13-23
• 2.1 有限元法13
• 2.2 ABAQUS13-14
• 2.3 计算模型的非线性14-18
• 2.3.1 材料非线性14-17
• 2.3.2 几何非线性17-18
• 2.3.3 边界非线性18
• 2.4 ABAQUS有限元计算模型的验证18-22
• 2.4.1 计算区域确定原则18-19
• 2.4.3 土体与钢板桩接触面模拟19-20
• 2.4.5 计算数据20-21
• 2.4.6 现行规范计算结果21
• 2.4.7 刚接模型计算结果21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 铰接计算模型与刚接计算模型的对比研究23-33
• 3.1 钢板桩间连接形式确定23-24
• 3.2 铰接模型与刚接模型的计算结果24-31
• 3.3 结果综合分析31-33
• 第四章 不同工况下格形钢板桩码头结构的相应计算33-49
• 4.1 相同埋深不同高度格形钢板桩码头结构的相应计算33-40
• 4.1.1 不同高度时格形钢板桩格仓内土压力33-35
• 4.1.2 不同板高时格形钢板桩码头结构沿X向的位移35-37
• 4.1.3 不同高度时钢板桩格仓结构沿环向的拉应力37-40
• 4.1.4 钢板桩高度对格形钢板桩码头结构的影响分析40
• 4.2 埋深对格形钢板桩码头结构的影响40-47
• 4.2.1 不同埋深时格形钢板桩码头结构格仓内土压力40-42
• 4.2.2 不同埋深时格形钢板桩结构的变位42-44
• 4.2.3 不同埋深时钢板桩格仓结构沿环向的拉应力44-47
• 4.2.4 埋深对格形钢板桩码头结构的影响分析47
• 4.3 本章小结47-49
• 第五章 对钢板桩底部处于不同标高情况下进行的初步研究49-63
• 5.1 基础底部前侧偏高时格形钢板桩码头结构的相应计算50-55
• 5.1.1 格形钢板桩格仓内土压力50-51
• 5.1.2 格形钢板桩码头结构格仓前、后部土压力51-52
• 5.1.3 钢板桩格仓结构前、后壁沿水平方向的变位52-54
• 5.1.4 格形钢板桩码头前壁沿高度方向拉应力分布54-55
• 5.2 基础底部后侧偏高时格形钢板桩码头结构的相应计算55-62
• 5.2.1 格形钢板桩格仓内土压力55-56
• 5.2.2 格形钢板桩码头结构格仓前、后部土压力56-59
• 5.2.3 钢板桩格仓结构前、后壁沿水平方向的变位59-61
• 5.2.4 格形钢板桩码头前壁沿高度方向拉应力分布61-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第六章 几种不同形式的格形钢板桩码头结构的对比研究63-71
• 6.1 不同结构形式格形钢板桩码头结构主格仓内土压力65-68
• 6.2 不同结构形式格形钢板桩码头结构的变位68-70
• 6.3 本章小结70-71
• 第七章 结论与展望71-74
• 7.1 结论71-72
• 7.2 展望72-74
• 参考文献74-75
• 攻读学位期间发表的论文75-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王元战;王举睿;;格形钢板桩结构稳定性的有限元数值分析[J];港工技术;2012年02期

2 潘厚志,孙克俐,周锡y=,段旭东;大直径圆柱壳结构与土体相互作用的一种耦合数值模拟方法[J];中国港湾建设;2000年01期

3 王元战，，迟丽华;大直径圆筒挡墙变位计算方法及相关参数研究[J];港口工程;1996年04期

4 伍晓峰;刘祚秋;;格形钢板桩抗倾覆稳定性计算新方法[J];水运工程;2011年12期

  本文关键词：基于ABAQUS的格形钢板桩码头结构数值计算，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：449050