大直徑圓筒抗傾性狀研究.pdf

1、隨著我國水運事業(yè)的持續(xù)發(fā)展和船舶大型化的需求，大直徑圓筒結(jié)構(gòu)因施工簡捷、造價低、耐久性好、能適合各種自然環(huán)境等優(yōu)點，將逐漸成為港口航道及近海工程的一種主要結(jié)構(gòu)型式。不過，由于大直徑圓筒結(jié)構(gòu)與土體的相互作用極力復(fù)雜，尤其大直徑圓筒結(jié)構(gòu)的抗傾性狀還不明確，在實際工程的設(shè)計中，只能憑經(jīng)驗或小尺寸模型試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)進行設(shè)計。因此，本文用數(shù)值方法模擬大直徑圓筒與土體的相互作用，對大直徑圓筒的抗傾性狀進行探討。 本文在分析以往對大直徑圓筒傾

2、覆試驗研究及理論分析成果的基礎(chǔ)上，用有限單元法模擬大直徑圓筒、土體及其相互作用，即將傾覆水平推力作用于筒體頂部；筒內(nèi)填料及地基土體采用Drucker-Prager彈塑性破壞準(zhǔn)則；將重力場轉(zhuǎn)化為初始應(yīng)力荷載施加于每個單元上，實現(xiàn)模型中的初始重力場；將筒后趾壓力為0作為結(jié)構(gòu)傾覆極限；使用ABAQUS有限元計算軟件分析筒內(nèi)填料的底部應(yīng)力，從而推算大直徑圓筒結(jié)構(gòu)的抗傾有效比，并將抗傾有效比與傾覆試驗和經(jīng)驗公式得出的抗傾有效比進行對比分析，說明有

3、限元模擬方法的有效性。 通過對大直徑圓筒結(jié)構(gòu)抗傾性能的數(shù)值分析，得到了筒內(nèi)填料抗傾性能隨筒內(nèi)填料力學(xué)性能、筒徑、筒高、地基土體性質(zhì)以及筒體沉入深度變化的規(guī)律：筒內(nèi)填料內(nèi)摩擦角越大，其抗傾效果越好，但抗傾效果的提高速度逐漸變緩；內(nèi)填料不僅通過其與筒內(nèi)壁的摩擦來抗傾，其層間錯動也能抵抗傾覆，且當(dāng)筒徑越大時，內(nèi)填料越能發(fā)揮這種效果；內(nèi)填料對抗傾的作用不隨筒高的增加而變化；力學(xué)性能較好的地基土體能提高內(nèi)填料的抗傾能力；淺埋式大直徑圓筒的