大直徑薄壁圓筒結(jié)構(gòu)振動(dòng)下沉過(guò)程瞬態(tài)動(dòng)力有限元分析.pdf

1、插入式大圓筒結(jié)構(gòu)具有形式簡(jiǎn)單、受力合理、施工便捷、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合我國(guó)現(xiàn)階段港口工程深水化大型化發(fā)展的需要。天津大學(xué)聯(lián)合其它科研單位多年來(lái)對(duì)此結(jié)構(gòu)形式在波浪、潮流及泥砂沖淤等荷載影響下的承載與破壞機(jī)理進(jìn)行了大量研究，形成了較為成熟的分析方法，并成功地進(jìn)行了推廣實(shí)施。然而，對(duì)振動(dòng)下沉施工過(guò)程中軸向激振力作用下筒體與土體間的相互作用機(jī)理、筒身應(yīng)力應(yīng)變及大圓筒可打入性等問(wèn)題一直缺乏全面深入的研究，這制約了大圓筒結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

2、 本文應(yīng)用彈性應(yīng)力波理論、土動(dòng)力學(xué)理論和非線性數(shù)值分析方法，結(jié)合長(zhǎng)江口深水航道治理二期大直徑薄壁圓筒結(jié)構(gòu)試驗(yàn)段工程數(shù)據(jù)，對(duì)簡(jiǎn)體振動(dòng)下沉過(guò)程進(jìn)行了研究，建立了非線性彈簧元數(shù)值模型。并進(jìn)一步探討了用塊體元模擬大圓筒結(jié)構(gòu)振動(dòng)下沉連續(xù)過(guò)程的可行性。主要研究工作如下： 1.分析了大圓筒振動(dòng)下沉過(guò)程中土與結(jié)構(gòu)的相互作用機(jī)理，揭示了大圓筒振動(dòng)下沉和筒身應(yīng)力的典型影響因素。 2.結(jié)合振動(dòng)下沉現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用應(yīng)力波理論，建立了振動(dòng)荷載作

3、用下的大圓筒結(jié)構(gòu)的非線性粘彈塑性彈簧元的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)數(shù)值模型，進(jìn)行大圓筒振動(dòng)下沉全過(guò)程計(jì)算分析。 3.結(jié)合實(shí)際工程對(duì)大圓筒結(jié)構(gòu)的可打入性和混凝土筒體控制應(yīng)力進(jìn)行分析，以確定筒體在振動(dòng)下沉過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，為筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 4.進(jìn)行了大圓筒下沉施工過(guò)程激振力參數(shù)的優(yōu)化，確定使筒身結(jié)構(gòu)應(yīng)力最優(yōu)的下沉施工動(dòng)力參數(shù)。 5.探討了應(yīng)用實(shí)體元模擬土體進(jìn)行大圓筒振動(dòng)下沉過(guò)程有限元分析的方法。利用ALE方法模擬土體大變