板格形導管架樁基碼頭結構承載特性與穩(wěn)定性分析方法研究.pdf

1、隨著港口規(guī)模的擴大,港口建設從水文地質條件較好的港區(qū)岸線向外海深水區(qū)和淤泥質海岸發(fā)展。傳統(tǒng)的碼頭結構形式對于深水情況及軟土地基的適應性不好,板格形導管架樁基碼頭是適用于深水情況軟土地基的新型碼頭結構形式。然而,新型碼頭結構在荷載作用下的承載機理、破壞模式尚不明確,在使用期的穩(wěn)定性分析方法尚無規(guī)范和標準可循。為此,本文使用理論分析和有限元數值模擬的方法對新型碼頭的穩(wěn)定性分析開展了一系列研究工作,主要內容和結論如下:
　　 1、對新

2、型板格形導管架樁基碼頭與防波堤的結構形式、構造及特點等進行了介紹,并與傳統(tǒng)碼頭與防波堤結構型式進行了比較分析。
　　 2、建立了板格形導管架樁基碼頭穩(wěn)定性分析簡化計算方法。其中包括基于重力式結構穩(wěn)定性驗算模式的板格形導管架樁基碼頭結構抗傾、抗滑穩(wěn)定性簡化計算模型,同時結合板格形導管架樁基碼頭結構的空間幾何特性和受力特點,根據經典地基承載力理論,建立了新型碼頭結構的豎向承載力簡化計算模型。
　　 3、分析了各參數對板格形導

3、管架樁基碼頭穩(wěn)定性的影響。抗傾、抗滑穩(wěn)定性安全系數隨入土深度的增加先減小后增大,隨樁基直徑、樁基入土深度及土體性質參數增加而增大；地基承載力安全系數隨上部構件入土深度、樁基直徑、樁基入土深度及土體的內摩擦角、粘聚力、浮重度等參數的增加而增大。
　　 4、以大型通用有限元軟件ABAQUS為平臺,建立了板格形導管架樁基碼頭結構三維彈塑性有限元分析模型。該有限元模型在板格與土之間、樁與土之間設置接觸面單元以模擬它們之間的滑移、張裂和閉

4、合,可進行結構內力、結構穩(wěn)定性和地基承載力等計算分析。
　　 5、選取天津港的地質資料,分別采用簡化計算方法和有限元法分析板格形導管架樁基碼頭的穩(wěn)定性。簡化方法計算得到的穩(wěn)定性安全系數表明結構安全。有限元數值計算方法時,根據變位判斷結構失穩(wěn)所得到的穩(wěn)定性安全系數小于簡化方法計算得到的穩(wěn)定性安全系數,由極限承載力判別標準所得到的穩(wěn)定性安全系數大于簡化計算方法所得到的穩(wěn)定性安全系數,但三個安全系數差別不大。在設計荷載與極限承載力狀態(tài)