浮式負壓基礎組合駁岸結構是由中交第三航務工程勘察設計院自主研發(fā)的應用于軟粘土地基的新型結構,由五個無底圓筒和覆加蓋板以及上部結構組成。該結構型式融合了大圓筒結構、格形鋼板樁結構、吸力式桶形基礎和箱筒型結構等多個新型結構的特點,具有穩(wěn)定性較好、適用于軟土地基、施工運輸便捷等優(yōu)點。本文主要應用有限元數(shù)值模擬方法對該駁岸結構進行模型建立和結構分析。首先,應用有限元軟件ABAQUS建立了該結構三維有限元模型,選擇合適的土體本構和參數(shù)、接觸作用、以及合理的邊界條件,以求準確模擬該結構的主要特征,并通過荷載工況下結構整體的變形分析,驗證了該有限元模型的合理性和有效性。其次,基于上述有限元模型,對該結構應力和位移情況進行分析與研究,并利用有限元強度折減法進行了該結構的整體穩(wěn)定性分析,得到該結構的安全系數(shù)。最后,采用參數(shù)化分析方法,分別研究了鋼圓筒筒徑、筒高和筒間距對結構整體變形、應力的影響。本文結合上海灘涂圈圍工程,通過有限元數(shù)值模擬方法對浮式負壓基礎組合駁岸結構應力、變形和穩(wěn)定性等方面的研究,驗證了該方法對于駁岸結構模擬和計算分析的可行性和可靠性,同時為研究和推廣該駁岸結構的后續(xù)工作奠定了基礎。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U656
【部分圖文】：

圖 1-2 沉入式大圓筒結構世以來，在國內(nèi)外學術和工程應用領域均得到了高度重視結構的工作原理和受力狀態(tài)，對該結構進行了一些理論計計算了波浪力和穩(wěn)定性等方面，同時其計算方法也具有較學者[3]概括的經(jīng)驗公式利用波陡（H0／L）作為參數(shù)，計結構的波浪力。劉建起等[4]進行了試驗，確定了不同荷載產(chǎn)生的環(huán)向和縱向彎矩，并對其最大值所處位置進行標環(huán)向和縱向彎矩受埋深的影響，該試驗結果對大圓筒結構確的驗證。秦崇仁等[5]通過對沙質(zhì)海床上的大圓筒結構的針對其穩(wěn)定性，得出了大圓筒結構臨界狀態(tài)穩(wěn)定性判別準構從穩(wěn)定過渡到不穩(wěn)定狀態(tài)的臨界點，并且大圓筒的位移正常使用過程均不產(chǎn)生影響，并由實驗結果對此臨界狀等[6]通過分析大圓筒結構的受力情況，并研究散體結構力

接觸面單元進行了創(chuàng)新性選取，通過編寫有限元程序?qū)崿F(xiàn)大圓的耦合。崔衍強等[10]、龍麗吉等[11]王禹遲等[12]均采用了有限了位移加載控制方法，模擬不同埋深與不同直徑比的薄壁大圓出其承載力變化規(guī)律及其失穩(wěn)模式；通過分析大圓筒結構的變在施工和使用狀態(tài)下的不同結果，將該結果與規(guī)范算法所得圓筒結構穩(wěn)定性的加載系數(shù)和判別條件進行規(guī)定，并通過工程性進行有限元計算，將土體指標作為穩(wěn)定性分析的影響因素析。以上等工作均從不同角度對有限元計算方法的可行性及優(yōu)。形鋼板樁結構鋼板樁結構（如圖 1-3 所示）由若干塊鋼板樁圍成，鋼板樁結，形成了閉合的圓形、橢圓形或者其他多邊形，并且其主要應等結構物。其具有的優(yōu)點包括施工快速、具有較好整體性、挖除適用于深水區(qū)等。

圖 1-4 吸力式桶形基礎結構最早于 1958 年，英國學者 Mackereth[18]應用負壓桶錨定土樣取芯器于上實現(xiàn)了對軟土取樣。1973 年，美國一石油公司的 Ekofisk Doris 儲油用重力式裙板基礎。[19]1994 年，首次將桶形基礎應用于 Europipe 導管計與施工中由挪威 Statoil公司實現(xiàn)[20]，該工程意味著吸力式桶形基礎用階段開始正式起步。劉晟等[21]通過對兩種單桶地基進行豎向承載力、橫向承載力及耦合加分析得出各加載狀態(tài)下土體基礎破壞模式。王建華等[22]應用真空預壓創(chuàng)造軟土地基條件，并采用特殊裝置模擬吸力式桶形基礎豎向和水平循共同作用，將實驗所得結果與有限元計算結果進行比較，驗證了有限元的可行性。武科[23]通過ABAQUS 有限元軟件建立了吸力式桶形結構和土體相互作有限元模型，對不同荷載作為單因素作用下該結構的承載能力和破壞形相應分析，并將該結果與極限分析上限法作出了對比。鄧凱等[24]分別
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本文編號：2837755