粉砂地基上閘室穩(wěn)定的有限元分析.pdf

1、本文以新疆南疆地區(qū)某擬建在粉砂地基上的進(jìn)水閘工程為例,對(duì)進(jìn)水閘的滲流穩(wěn)定、閘室應(yīng)力、地基處理、地震液化度進(jìn)行了二維和三維有限元模擬分析。分析結(jié)果表明:(1)在閘基滲流計(jì)算中,利用有限元方法能夠計(jì)算地基內(nèi)部每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的滲透比降值,從數(shù)值分布圖中可以觀察到每個(gè)節(jié)點(diǎn)滲透比降大小隨著沿程變化的情況,而利用公式法求得的只是邊界條件上的滲透比降平均值,建議在對(duì)復(fù)雜的地基進(jìn)行滲流計(jì)算時(shí),將公式法與有限元法結(jié)合起來進(jìn)行計(jì)算。在抗滑穩(wěn)定計(jì)算中,對(duì)于設(shè)陡坡

2、段的水閘,公式法對(duì)閘室結(jié)構(gòu)進(jìn)行的抗滑穩(wěn)定系數(shù)比有限元法對(duì)閘基土體抗滑穩(wěn)定系數(shù)值要大,建議設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮以上兩種安全系數(shù),來分析水閘的抗滑穩(wěn)定。(2)通過對(duì)閘室豎向應(yīng)力計(jì)算分析可知在閘室邊墩部位、中墩部位、閘前齒墻和閘后齒墻部位的粉砂地基顆粒受到的豎向壓力最為集中,利用有限元法求解閘室豎向應(yīng)力結(jié)果,能夠使設(shè)計(jì)人員從閘底板應(yīng)力的分布規(guī)律中獲取重要信息,為地基沉降計(jì)算和地基加固處理設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。(3)通過對(duì)振沖碎石樁加固地基和未加固地基

3、的對(duì)比,碎石樁分布的間距一般應(yīng)小于等于樁徑的3倍,且要大于樁的直徑;通過對(duì)粉砂地基和碎石樁加固地基的沉降位移計(jì)算,得到在粉砂加固以前,粉砂地基受到豎向閘室荷載作用下表面會(huì)發(fā)生較大的位移沉降,超過了規(guī)范規(guī)定的允許沉降范圍,而通過有限元分析合理布置的碎石群樁加固粉土地基,在承載能力和沉降變形上都得到了很好的改善。(4)對(duì)粉砂地基和碎石樁加固地基進(jìn)行液化度數(shù)值模擬分析,得到在VII級(jí)地震循環(huán)剪切作用下,在閘室前后齒墻底部、水閘底板下的未加固粉