發(fā)布時間：2017-09-24 00:29

  本文關鍵詞：深厚覆蓋層上水電站廠房沉降和地震動反應數值分析

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【摘要】：我國西藏區(qū)域的大部分水電工程還未正式拉開序幕,未來的開發(fā)重心將放在西藏高原的江河流域,目前西藏水電開發(fā)少之又少,與其他地區(qū)相比,這里依然是未開墾的圣地。但是西南地區(qū)特別是水資源比較豐富的金沙江、大渡河、瀾滄江、怒江、雅礱江、雅魯藏布江等覆蓋層極其深厚,給水利開發(fā)和利用帶來不利影響。深厚覆蓋層處理問題已經成為水電站建設不可回避的關鍵性問題,本文應用ansys大型軟件,利用軟件內豐富的單元庫以及巖土和巖石力學中的本構模型；研究了地基開挖再加載后變形模量的變化和取值；結合實驗數據模擬樁-土之間接觸問題,研究影響樁-土之間應力分布和樁頂沉降的因素,并將卸載-再加載模量和接觸問題運用到西藏地區(qū)某工程實例中。重點研究該工程水電站廠房的地基處理措施：固結灌漿和摩擦樁,以及靜動力作用下不同地基加固措施對基礎沉降、廠房整體、樁基整體傾斜的影響,并進行了分析評價；不同荷載作用下的各個模型的廠房、基礎和樁基的變形是本文研究的重要內容：(1)軟弱土層嚴重影響水電站廠房穩(wěn)定性,開挖是處理這類地基的常用措施,但開挖回彈對地基變形模量的影響不容忽視,本文選擇卸載-再加載模量代替初始變形模量,并結合D-P屈服準則,進行數值分析。(2)設置摩擦樁是處理深厚覆蓋層常用的方法之一,但樁-土之間的接觸問題是比較棘手的難題,本文應用面-面接觸單元模擬樁與樁周土體之間的接觸,研究了影響樁-土之間相互作用的因素,得出結論：樁與土的物理參數極為重要,樁側樁-土接觸粘聚力增大,樁側摩擦力增大,樁端壓力減��；樁端樁-土接觸粘聚力增大,樁側摩擦力減小,樁端壓力增大；短樁的樁長相對于樁徑來說,對樁土之間摩擦力、端壓力及結構沉降影響比較明顯。(3)靜動力工況下,固結灌漿以及設置摩擦樁可以減小廠房沉降和不均勻變形。運用變剛度設計理念：增強荷載集度高的區(qū)域的地基剛度,減小廠房整體差異沉降以及樁基整體傾斜度。比較地基整體均勻布樁和局部布樁的計算結果可知,局部布樁對減少差異沉降有更好的效果,而且能更大程度地減少人力和物力,縮減工期,符合工程建設經濟適用原則。(4)運用譜分析方法計算了雙向地震單獨作用以及雙向地震與水壓力共同作用下的響應,分析不同地基加固措施的模型在不同工況下廠房結構沉降、樁基傾斜的差異。結果顯示：加固地基可以增強結構的抗震性能,且摩擦樁比固結灌漿提高抗震性能的效果顯著；均勻布樁和局部布樁下的結構抗震效果相差無幾,說明單純增加樁的數量并不能提高結構抗震性能,應根據廠房結構同時利用變剛度設計理念設計最合理的布樁形式。以上研究成果有利于正確應用地基變形模量、認知樁對樁周土的影響、增加水電站廠房的運行穩(wěn)定性,同時也為以后結構樁基的變剛度設計提供參考。
【關鍵詞】：深厚覆蓋層 水電站廠房 卸載—再加載模量 接觸單元 摩擦樁 沉降
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV731;TV312
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究背景及問題提出10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-14
• 1.2.1 卸載—再加載模量的研究現狀11-13
• 1.2.2 接觸單元在樁-土接觸中研究現狀13
• 1.2.3 深厚覆蓋層上水工建筑物沉降和計算方法的研究現狀13-14
• 1.3 本文主要內容14-16
• 2 水電站結構靜力數值分析基本原理16-21
• 2.1 計算基本理論及ANSYS程序介紹16
• 2.2 巖土本構模型簡介16-21
• 2.2.1 鄧肯-張雙曲線模型16-18
• 2.2.2 D-P屈服準則18-19
• 2.2.3 接觸單元19-20
• 2.2.4 變剛度設計理念20-21
• 3 接觸單元在樁土接觸模擬中的運用21-31
• 3.1 模型選擇21-22
• 3.1.1 土體與樁本構模型選擇21
• 3.1.2 樁-土體系模型21-22
• 3.2 單樁與土體ANSYS計算模型22-24
• 3.2.1 土與樁的材料特性22-23
• 3.2.2 樁-土幾何模型23-24
• 3.3 計算結果分析24-30
• 3.3.1 樁-土接觸側粘聚力的影響25-26
• 3.3.2 樁-土接觸端粘聚力的影響26-27
• 3.3.3 樁徑的影響27-28
• 3.3.4 樁長的影響28-30
• 3.4 本章小結30-31
• 4 砂礫石地基上水電站廠房沉降和回彈變形分析31-61
• 4.1 工程實例概述31-32
• 4.2 模型參數設置32-35
• 4.2.1 D-P準則參數32-33
• 4.2.2 卸載—再加載模量33-34
• 4.2.3 接觸單元參數34-35
• 4.3 計算模型35-39
• 4.3.1 不同地基處理措施有限元模型35-39
• 4.4 地應力對沉降的影響39-43
• 4.5 完建工況下計算結果分析43-51
• 4.5.1 計算結果分析43-51
• 4.6 靜水壓力作用下計算結果分析51-59
• 4.6.1 計算結果與分析51-59
• 4.7 采用地基原始變形模量與卸載-再加載模量的計算結果比較59-60
• 4.8 本章小結60-61
• 5 不同地基處理方式下水電站廠房地震反應分析61-91
• 5.1 計算方法和計算模型61-62
• 5.1.1 計算方法61-62
• 5.1.2 地震計算模型62
• 5.2 計算結果與分析62-89
• 5.2.1 自振頻率62-64
• 5.2.2 地震響應計算結果和分析64-89
• 5.3 本章小結89-91
• 6 結論與展望91-93
• 6.1 結論91-92
• 6.2 展望92-93
• 參考文獻93-95
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況95-96
• 致謝96-97

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

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本文編號：908343