土基上船閘塢式結(jié)構(gòu)與周圍介質(zhì)的動(dòng)力相互作用研究.pdf

1、船閘是我國(guó)渠化河流上的主要通航建筑物，我國(guó)是一個(gè)多地震國(guó)家，震區(qū)分布較廣，全國(guó)有相當(dāng)多的船閘建于地震高烈度區(qū)。在高烈度震區(qū)，船閘主體結(jié)構(gòu)常采用塢式結(jié)構(gòu)，該型式可靠性已在唐山大地震中得到確認(rèn)，但這類結(jié)構(gòu)與周邊介質(zhì)土、水動(dòng)力相互作用過程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的課題，目前尚缺乏深入的研究。 本文采用數(shù)值分析與大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)船閘塢式結(jié)構(gòu)開展研究，其主要工作如下： 深入研究了實(shí)現(xiàn)粘彈性人工邊界的理論基礎(chǔ)以及有限元實(shí)現(xiàn)方法

2、，對(duì)固定邊界及粘彈性人工邊界算例進(jìn)行了計(jì)算比較。針對(duì)地震速度時(shí)程和位移時(shí)程存在的基線漂移問題，采用最小二乘法，編制了地震加速度校正程序，對(duì)加速度、速度及位移進(jìn)行了校正。采用分離變量法推導(dǎo)了矩形水域剛性墻體的動(dòng)水壓力計(jì)算公式，編制了動(dòng)水壓力有限元計(jì)算程序，并對(duì)閘室結(jié)構(gòu)動(dòng)水壓力不同計(jì)算方法進(jìn)行了計(jì)算討論。設(shè)計(jì)并完成了塢式閘室結(jié)構(gòu)與土、水動(dòng)力相互作用的大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，提出了土的動(dòng)力分析的修正模型，建立了土、水、結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的時(shí)程分析模

3、型，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。采用自編的考慮粘彈性人工邊界影響的分析土與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用軟件對(duì)模型試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，并與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表明，數(shù)值模擬結(jié)果與大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果具有較好的一致性，驗(yàn)證了數(shù)值模擬與大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)方法的合理性和結(jié)果的可靠性。以宿遷三線船閘塢式閘室結(jié)構(gòu)為研究背景，采用時(shí)程分析法探討了土基上塢式閘室結(jié)構(gòu)在地震過程中的動(dòng)力相互作用效應(yīng)，得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力響應(yīng)、結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)特點(diǎn)及最大拉應(yīng)力發(fā)生部位等規(guī)律