沉箱碼頭地震破壞及地基加固的非線性數(shù)值分析.pdf

1、作為一種嚴重的自然災害，地震災害往往造成重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。我國是地震多發(fā)國家，因此，加強抗震分析與設計對保護國家基本設施和人民生命財產(chǎn)安全具有十分重要的意義。近年來隨著改革開放和國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，沿海地區(qū)的碼頭及港口建設數(shù)量日益增多，地基以及回填土的動力穩(wěn)定性是近海和海岸工程建筑物過程中必須考慮的重要問題之一。地震作用下，引起土體的孔隙水壓力和有效應力的變化，使近海和海岸工程的地基產(chǎn)生液化，導致碼頭港口的破壞。因此對于港口碼頭

2、液化地基的處理，將地震對于港口碼頭等生命線的破壞損失盡可能的降低，是巖土工程近些年來研究的熱點。 本文基于Biot兩相飽和多孔介質(zhì)動力耦合理論，采用FE—FD耦合的數(shù)值分析方法計算模擬地震荷載作用下大型沉箱碼頭岸壁的動力反應分析。在數(shù)值分析過程中，采用u—p形式的動力固結方程和循環(huán)彈塑性本構關系，采用Newmark—β逐步積分法求解時域內(nèi)動力方程。揭示液化以及沉箱破壞的機理。 首先模擬研究采用無厚度接觸單元對沉箱沉降的影

3、響，在建立的模型中，沉箱與土的接觸面設置接觸單元，進行非線性數(shù)值分析。并討論沉箱參數(shù)、地基土參數(shù)以及接觸單元的參數(shù)變化對于沉箱沉降的影響，得到采用無厚度接觸單元一些參數(shù)的變化對于沉箱碼頭沉降的影響。 隨后，沉箱與土的接觸面采用無厚度接觸單元，對沉箱碼頭在地震作用下的進行動力響應分析，模擬地震作用下地基置換砂以及回填土液化導致沉箱碼頭岸壁失穩(wěn)的過程，探討沉箱碼頭岸壁失穩(wěn)的破壞機理。針對液化破壞，采用碎石樁進行置換砂的地基加固處理，