本文關(guān)鍵詞：高邊坡條件下混合式船閘閘室墻有限元模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

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【摘要】：船閘作為水路運輸中通航建筑物的主要形式,由于類型多樣、形式復(fù)雜,結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)各有不同。閘墻作為船閘結(jié)構(gòu)的主要組成部分,在目前的工程設(shè)計中主要是以解析法為主,而有限元法作為可以精確求解閘墻受力及變形的一種方法,在船閘的設(shè)計及受力變形的研究中應(yīng)用較少。本文以老撾湄公河薩拉康船閘閘墻為工程實例,針對傳統(tǒng)混合式閘室墻結(jié)構(gòu)計算的局限性,建立高邊坡條件下混合式船閘閘室結(jié)構(gòu)的有限元模型。在充分考慮到船閘閘室與周圍土體(巖土)之間的相互作用、閘室中水位不同時的水壓力、墻后土壓力、底部錨桿的作用力等荷載的作用情況下,模擬幾種主要工況下墻體本身以及其與巖基之間的接觸應(yīng)力。分析邊坡的穩(wěn)定性及改變閘墻錨桿分布后對閘墻穩(wěn)定性的影響,得到混合式船閘閘室墻的應(yīng)力應(yīng)變特征,為高邊坡混合式船閘閘室墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供參考,研究結(jié)論可用于指導(dǎo)工程實踐。主要研究內(nèi)容如下:1)運用傳統(tǒng)解析法,計算并分析不同工況下船閘閘室墻的受力及抗滑、抗傾穩(wěn)定性;2)建立混合式船閘閘室結(jié)構(gòu)有限元模型,研究分析不同工況下船閘閘室墻不同部位的應(yīng)力應(yīng)變大小及分布情況;3)對解析法計算結(jié)果和有限元模擬結(jié)果進行對比分析,并運用強度折減法對邊坡的穩(wěn)定性進行分析;4)計算分析改變錨桿的間距、桿徑、夾角時閘墻受力及變形的變化,找出變化規(guī)律并將其應(yīng)用于船閘閘室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：混合式閘室墻 高邊坡穩(wěn)定性分析 內(nèi)力分析 有限元 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【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
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 船閘在我國水運發(fā)展中的重要作用10
• 1.2 船閘的類型及基本組成10-12
• 1.2.1 分離式閘室結(jié)構(gòu)11-12
• 1.2.2 整體式閘室結(jié)構(gòu)12
• 1.3 船閘結(jié)構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.4 本文研究的目的及意義16
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 船閘閘室結(jié)構(gòu)分析中的解析法17-26
• 2.1 分離式閘室結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析17-24
• 2.1.1 重力式閘室墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析17-19
• 2.1.2 懸臂式閘室墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析19
• 2.1.3 扶壁式閘室墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析19-20
• 2.1.4 襯砌式閘室墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析20-22
• 2.1.5 混合式閘室墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析22-23
• 2.1.6 分離式閘室底板內(nèi)力分析23-24
• 2.2 整體式閘室結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析24
• 2.2.1 整體式閘室墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析24
• 2.2.2 整體式閘室底板內(nèi)力分析24
• 2.3 本章小結(jié)24-26
• 第三章 有限元法分析原理26-33
• 3.1 引言26
• 3.2 彈性力學(xué)原理26-30
• 3.3 有限元法簡介30-32
• 3.3.1 有限元法的發(fā)展30
• 3.3.2 有限元法基本原理30-31
• 3.3.3 有限元法基本步驟31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 混合式閘室墻的解析法計算33-59
• 4.1 工程概況33
• 4.2 船閘閘室布置形式33-34
• 4.3 解析法閘室墻結(jié)構(gòu)的計算34-38
• 4.3.1 閘室墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算34-35
• 4.3.2 閘室墻結(jié)構(gòu)荷載計算35-38
• 4.4 不同工況下閘室墻的內(nèi)力分析38-47
• 4.4.1 正常運行工況38-39
• 4.4.2 完建工況39-41
• 4.4.3 檢修工況41-43
• 4.4.4 設(shè)計洪水工況43-45
• 4.4.5 校核洪水工況45-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 附表49-59
• 第五章有限元法閘室結(jié)構(gòu)的計算59-83
• 5.1 船閘高邊坡的穩(wěn)定性分析59-62
• 5.1.1 強度折減法原理59
• 5.1.2 有限元模型建立59-60
• 5.1.3 邊坡穩(wěn)定性有限元分析60-62
• 5.2 閘室墻有限元模型的建立62
• 5.3 本構(gòu)模型的選取62-63
• 5.4 網(wǎng)格的劃分63
• 5.5 不同工況下閘室結(jié)構(gòu)應(yīng)力變形分析63-79
• 5.5.1 正常運用工況64-67
• 5.5.2 完建工況67-70
• 5.5.3 檢修工況70-73
• 5.5.4 設(shè)計洪水工況73-76
• 5.5.5 校核洪水工況76-79
• 5.6 有限元法結(jié)果分析79-80
• 5.7 有限元法與解析法對比80-81
• 5.8 本章小結(jié)81-83
• 第六章 高邊坡混合式閘室墻的結(jié)構(gòu)優(yōu)化83-89
• 6.1 底部錨桿改變對閘室墻的影響83-88
• 6.1.1 錨桿直徑改變對閘室墻的影響83-84
• 6.1.2 錨桿角度改變對閘室墻的影響84-85
• 6.1.3 錨桿長度改變對閘室墻的影響85-86
• 6.1.4 錨桿密度改變對閘室墻的影響86-88
• 6.2 本章小結(jié)88-89
• 第七章 結(jié)論與建議89-91
• 7.1 結(jié)論89
• 7.2 建議89-91
• 致謝91-92
• 參考文獻92-95
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果95

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本文編號：966701