板格形導(dǎo)管架樁基碼頭結(jié)構(gòu)承載特性與穩(wěn)定性分析方法研究.pdf

1、隨著港口規(guī)模的擴(kuò)大,港口建設(shè)從水文地質(zhì)條件較好的港區(qū)岸線(xiàn)向外海深水區(qū)和淤泥質(zhì)海岸發(fā)展。傳統(tǒng)的碼頭結(jié)構(gòu)形式對(duì)于深水情況及軟土地基的適應(yīng)性不好,板格形導(dǎo)管架樁基碼頭是適用于深水情況軟土地基的新型碼頭結(jié)構(gòu)形式。然而,新型碼頭結(jié)構(gòu)在荷載作用下的承載機(jī)理、破壞模式尚不明確,在使用期的穩(wěn)定性分析方法尚無(wú)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)可循。為此,本文使用理論分析和有限元數(shù)值模擬的方法對(duì)新型碼頭的穩(wěn)定性分析開(kāi)展了一系列研究工作,主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1、對(duì)新

2、型板格形導(dǎo)管架樁基碼頭與防波堤的結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造及特點(diǎn)等進(jìn)行了介紹,并與傳統(tǒng)碼頭與防波堤結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了比較分析。
　　 2、建立了板格形導(dǎo)管架樁基碼頭穩(wěn)定性分析簡(jiǎn)化計(jì)算方法。其中包括基于重力式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算模式的板格形導(dǎo)管架樁基碼頭結(jié)構(gòu)抗傾、抗滑穩(wěn)定性簡(jiǎn)化計(jì)算模型,同時(shí)結(jié)合板格形導(dǎo)管架樁基碼頭結(jié)構(gòu)的空間幾何特性和受力特點(diǎn),根據(jù)經(jīng)典地基承載力理論,建立了新型碼頭結(jié)構(gòu)的豎向承載力簡(jiǎn)化計(jì)算模型。
　　 3、分析了各參數(shù)對(duì)板格形導(dǎo)

3、管架樁基碼頭穩(wěn)定性的影響。抗傾、抗滑穩(wěn)定性安全系數(shù)隨入土深度的增加先減小后增大,隨樁基直徑、樁基入土深度及土體性質(zhì)參數(shù)增加而增大；地基承載力安全系數(shù)隨上部構(gòu)件入土深度、樁基直徑、樁基入土深度及土體的內(nèi)摩擦角、粘聚力、浮重度等參數(shù)的增加而增大。
　　 4、以大型通用有限元軟件ABAQUS為平臺(tái),建立了板格形導(dǎo)管架樁基碼頭結(jié)構(gòu)三維彈塑性有限元分析模型。該有限元模型在板格與土之間、樁與土之間設(shè)置接觸面單元以模擬它們之間的滑移、張裂和閉

4、合,可進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和地基承載力等計(jì)算分析。
　　 5、選取天津港的地質(zhì)資料,分別采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法和有限元法分析板格形導(dǎo)管架樁基碼頭的穩(wěn)定性。簡(jiǎn)化方法計(jì)算得到的穩(wěn)定性安全系數(shù)表明結(jié)構(gòu)安全。有限元數(shù)值計(jì)算方法時(shí),根據(jù)變位判斷結(jié)構(gòu)失穩(wěn)所得到的穩(wěn)定性安全系數(shù)小于簡(jiǎn)化方法計(jì)算得到的穩(wěn)定性安全系數(shù),由極限承載力判別標(biāo)準(zhǔn)所得到的穩(wěn)定性安全系數(shù)大于簡(jiǎn)化計(jì)算方法所得到的穩(wěn)定性安全系數(shù),但三個(gè)安全系數(shù)差別不大。在設(shè)計(jì)荷載與極限承載力狀態(tài)