沉入式大圓筒下沉過程數(shù)值模擬.pdf

1、沉入式大直徑薄壁圓筒結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱大圓筒結(jié)構(gòu))是近年來發(fā)展起來并極具應(yīng)用前景的一種新型的水工結(jié)構(gòu)型式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力條件好、施工工期短、造價(jià)低、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，可用于防洪護(hù)堤、導(dǎo)流堤、碼頭以及海洋平臺(tái)等水工建筑物。該結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用于具有較厚軟土層的地基上，通過軟土插入持力層。大圓筒下沉過程中，結(jié)構(gòu)與地基土體的相互作用分析是一個(gè)十分復(fù)雜的三維問題，不管是結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度計(jì)算，還是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體變形以及地基土體的應(yīng)力狀態(tài)，目前還沒有成文的規(guī)范可

2、以借鑒，此外因?yàn)槠溆?jì)算工作量又大而且繁雜，也很難用常規(guī)的算法來確定其合理的力學(xué)模型。因此采用計(jì)算機(jī)數(shù)值方法是研究該課題的可行和有效的方法。
　　 本文應(yīng)用大型通用有限元軟件ANSYS建立大圓筒結(jié)構(gòu)與土體互相作用三維有限元模型，采用節(jié)點(diǎn)耦合與接觸面模擬大圓筒與土體的互相作用。并且以長(zhǎng)江口工程為例，有限元法計(jì)算的下沉力與該工程中大圓筒實(shí)際下沉力相比較驗(yàn)證該有限元模型的有效性。另外，本文還初步分析了大圓筒施工過程中出現(xiàn)的偏移問題，并提

3、出相應(yīng)解決辦法。主要研究工作如下：
　　 1、建立大圓筒下沉整體有限元模型，其中大圓筒和土體都采用實(shí)體單元?？紤]到土體塑性等非線性，用D-P材料模擬土體，該準(zhǔn)則也定義了土體的破壞條件。
　　 2、分別用節(jié)點(diǎn)壓縮和接觸面模擬大圓筒與土體的互相作用，并根據(jù)它建立一系列數(shù)值方案，從中分析大圓筒下沉過程。
　　 3、結(jié)合長(zhǎng)江口大圓筒防波堤工程實(shí)例，驗(yàn)證該模型的有效性，并以此模擬計(jì)算出大圓筒靜力下沉所需的下沉力。