本文關(guān)鍵詞：高邊坡襯砌式船閘閘室結(jié)構(gòu)計算方法研究

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【摘要】：水路運輸因運力大、成本低、可與多種運輸方式結(jié)合等優(yōu)點,受到人們廣泛關(guān)注與重視。在航運需求日益增長及發(fā)展低碳經(jīng)濟的大背景下,新建、擴建的通航建筑物增多。船閘作為通航建筑物的主要型式,為使船舶暢通過壩,充分發(fā)揮水資源的綜合利用效益。因此船閘的結(jié)構(gòu)合理設(shè)計顯得尤為重要。但是大中型船閘建設(shè)時常存在高邊坡問題。高邊坡一方面作為建設(shè)施工的基本環(huán)境,施工開挖打破對原有邊坡平衡狀態(tài)對巖土體產(chǎn)生擾動,如加以治理,可能產(chǎn)生失穩(wěn)破壞;另一方面,船閘建成后運行時所受荷載可能影響高邊坡的穩(wěn)定性。高邊坡船閘設(shè)計施工相對較為復(fù)雜,需同時考慮到船閘和高邊坡穩(wěn)定安全的問題。本文結(jié)合某工程實例,借助ABAQUS有限元軟件建立高邊坡襯砌式船閘閘室有限元模型,分析各工況下的船閘閘室結(jié)構(gòu)及地基應(yīng)力應(yīng)變情況,與船閘設(shè)計規(guī)范算法進行比較,為實際的船閘設(shè)計及類似的工程提供參考。具體工作與結(jié)論如下:(1)針對飛來峽二、三線襯砌式船閘閘室,采用船閘設(shè)計規(guī)范的常規(guī)方法,計算不同載荷工況下的閘室結(jié)構(gòu)抗傾與抗滑穩(wěn)定系數(shù)、計算地基反力。(2)采用有限元ABAQUS軟件,對船閘閘室周圍的巖體進行開挖前的地應(yīng)力平衡分析,以及對開挖后整個巖體的應(yīng)力重新分布情況進行研究,并將開挖后的閘室周圍巖體應(yīng)力分布結(jié)果作為下一步閘室整體有限元穩(wěn)定性計算的依據(jù)。(3)利用有限元軟件ABAQUS建立船閘閘室及周圍巖體和回填土的三維全尺度模型,分析各種載荷工況下的船閘結(jié)構(gòu)應(yīng)力和位移分布情況,核算斷面強度,并計算地基反力及沉降,最后與解析法結(jié)果對比分析。結(jié)果表明:各個工況下拉壓應(yīng)力均小于混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值,滿足設(shè)計要求,地基應(yīng)力分布情況基本不變,地基沉降基本在1mm以內(nèi),完全滿足工程變形要求;其中要特別注意靠高邊坡側(cè)船閘底部出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū),應(yīng)力為2.6Mpa左右。施工中應(yīng)加強基坑支護,防止其破壞變形;解析法計算值相對較大,設(shè)計偏安全。有限元考慮到襯砌墻與巖基整體非線性接觸,大型工程設(shè)計中可以考慮有限元與解析法相結(jié)合,指導(dǎo)實際設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U641.31

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本文編號：1299572