沉入式大直徑圓筒結(jié)構(gòu)受荷模式和內(nèi)力的試驗研究與有限元分析.pdf

1、大直徑圓筒結(jié)構(gòu)是一種新型港口水工建筑物,對于軟弱地基具有其他結(jié)構(gòu)不可替代的優(yōu)勢.大圓筒結(jié)構(gòu)基本上有兩種類型,一種為沉入式大直徑圓筒結(jié)構(gòu),它是將無底、大直徑鋼筋混凝土薄殼圓柱沉入土體中,適用于軟土地基；另一種為基床式大直徑圓筒結(jié)構(gòu),它是將無底、大直徑圓筒安放于拋石基床上,適用于土質(zhì)好的地基條件,其設(shè)計方法已經(jīng)比較成熟,而且已有很多成功的工程實例. 由于沉入式大圓筒結(jié)構(gòu)與土體相互作用的機理十分復(fù)雜,尚有許多不明之處,國內(nèi)缺少該方面的

2、設(shè)計及施工經(jīng)驗,在使用過程中曾出現(xiàn)失穩(wěn)破壞,因此它未得到廣泛應(yīng)用.本論文的重點是對沉入式圓筒結(jié)構(gòu)型式受荷模式和內(nèi)力進行探討. 本課題為了進一步研究大直徑薄殼圓筒結(jié)構(gòu)的工作機理,在室內(nèi)進行大比尺物理模型試驗.根據(jù)試驗數(shù)據(jù),研究沉入式大直徑圓筒結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)、受荷模式和大圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布情況,得出了一些對以后工作非常有意義的結(jié)果. 據(jù)此采用大型有限元軟件ANSYS建立了合理的數(shù)值模型,并與物理模型觀測結(jié)果進行對比分析,取得了

3、滿意的結(jié)果,驗證了大圓筒結(jié)構(gòu)受荷模式的正確性,并提出此種利用ANSYS軟件計算大圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)力的方法是可行的. 主要內(nèi)容和成果包括: 1.進行大圓筒結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)及受荷模式的試驗研究,提出了大直徑圓筒變位控制值；通過對沉入式大圓筒結(jié)構(gòu)筒前、筒后土壓力分布規(guī)律的研究,提出了大直徑圓筒筒前、筒后土壓力的計算方法. 2.分析了沉入式大圓筒結(jié)構(gòu)內(nèi)部填料對筒壁產(chǎn)生的側(cè)向土壓力分布規(guī)律,推導(dǎo)出土壓力的計算公式. 3.進行