土基上船閘塢式結構與周圍介質的動力相互作用研究.pdf

1、船閘是我國渠化河流上的主要通航建筑物，我國是一個多地震國家，震區(qū)分布較廣，全國有相當多的船閘建于地震高烈度區(qū)。在高烈度震區(qū)，船閘主體結構常采用塢式結構，該型式可靠性已在唐山大地震中得到確認，但這類結構與周邊介質土、水動力相互作用過程是一個相當復雜的課題，目前尚缺乏深入的研究。 本文采用數(shù)值分析與大型振動臺模型試驗相結合的方法對船閘塢式結構開展研究，其主要工作如下： 深入研究了實現(xiàn)粘彈性人工邊界的理論基礎以及有限元實現(xiàn)方法

2、，對固定邊界及粘彈性人工邊界算例進行了計算比較。針對地震速度時程和位移時程存在的基線漂移問題，采用最小二乘法，編制了地震加速度校正程序，對加速度、速度及位移進行了校正。采用分離變量法推導了矩形水域剛性墻體的動水壓力計算公式，編制了動水壓力有限元計算程序，并對閘室結構動水壓力不同計算方法進行了計算討論。設計并完成了塢式閘室結構與土、水動力相互作用的大型振動臺模型試驗，提出了土的動力分析的修正模型，建立了土、水、結構動力相互作用的時程分析模

3、型，編制了相應的計算程序。采用自編的考慮粘彈性人工邊界影響的分析土與結構動力相互作用軟件對模型試驗進行數(shù)值模擬，并與振動臺試驗的結果進行對比研究，結果表明，數(shù)值模擬結果與大型振動臺試驗結果具有較好的一致性，驗證了數(shù)值模擬與大型振動臺模型試驗方法的合理性和結果的可靠性。以宿遷三線船閘塢式閘室結構為研究背景，采用時程分析法探討了土基上塢式閘室結構在地震過程中的動力相互作用效應，得到結構的應力響應、結構加速度響應特點及最大拉應力發(fā)生部位等規(guī)律