大直径圆筒码头结构与土的相互作用性状.doc

浙江大学博士学位论文大直径圆筒码头结构与土的相互作用性状姓名:陈福全申请学位级别:博士专业:岩土工程指导教师:、无隔墙的圆形沉箱结构,可以直接建在基床上或硬基础上,能适应深水、浪大、地基软弱的恶劣环境,是适合我国国情的~种港工结构。旧前其受力和变形机理尚不是十分清楚,没有较为成熟的可供实际工程设计用的计算方法,因此,对大圆筒结构,特别是埋入式大圆筒码头结构的变形机理及其与土体相互作用的研究。完善设计方法具有重要的现实意义,可为我国今后的深水码头建设提供理论基础和技术支持。依托交通部天津水运工程科究所承担的国家“九五”重点科技项目(攻关)课题:“深水大圆筒码头结构关键技术的研究及示范工程”,本文通过室内模型试验和有限元数值分析研究了大圆筒码头结构与土相互作用性状。首先,进行大量的室内模型试验。试验中,采取了不同的圆筒高径比、不同的深高比、模拟不同的地基土,研究了简内外侧土压力、简体基底反力的’分布规律,探讨了筒土相互作用的机理。??发展一个三维有限元与三维无限元耦合的数值分析程序,主要特点有:①、无限域边界可采用约束的有限边界或采用三维映射无限元来模拟;②、可在不同材料区域间设置有厚度的接触面单元;③、简体采用三维八节非协调元来模拟;④、具有便捷而高效的前后处理功能,做到计算结果可视化采用轴对非线性有限元法对不同的埋深、筒径、地基性状等工况的非沉入式大圆筒水工结构进行分析,给出各种情况下的圆筒侧壁压力与摩阻力的分布规律。采用三维有限元法对三个典型的模型试验进行模拟分析;以一工程实例为原型,研究筒土相对冈《度、基床土体工程性质、填土的工程性质、简体的简高与筒径比、筒高与简体埋深比对筒土相互作用的性状的影响;并对一实际工程结构进行数值分析,得到了有益的成果。f最后,总结全文工作,提出了有必要进一步研究的问题,对大圆筒码头结构的应用前景进行了展望:I一/关键词大直径圆筒码头结构土压力模型试验三维有限元分析相互作用。第i页共页浙江大学博士学位论文摘要AbstractLargediametercylindricalstructureofwharf(csw)isawharftypejustlikecylindricalboxcaissonwithoutbottomandpartitionwall,whichcanbebuiltonthefoundationdirectlyandissuitableforbeingusedinthebadconditionsofdeepandchoppingseanearbythebank、softsollfoundation,andsoon,,,itjssignificativetostudyont11emechanismofdeformationofCSWandtheinteractionbetweenCSWandsoil,toperfectthede