卸荷式板桩码头地震液化灾害三维数值模拟

为研究卸荷式板桩码头的抗震和抗液化性能,以多孔饱和介质理论为基础,对有限元-有限差分耦合的方法进行程序化,开发可模拟砂土液化性能和土结构相互作用的数值程序,并对三维卸荷式板桩码头结构进行地震液化灾害分析。研究表明:地基砂土液化对板桩、遮帘桩和卸荷平台会造成较大的水平变形,板桩和遮帘桩上的土压力和弯矩随地震强度的增大而增大;对于所设计的新型板桩码头结构,在"板桩-遮帘桩-卸荷平台-锚桩-拉杆"共同作用下,整体结构仍是安全可靠的。     

专利名称:适用于深水卸荷式板桩岸壁结构的概化模型设计方法

深水卸荷式板桩岸壁结构的概化模型设计方法利用弹性连杆模拟地基土与结构之间的相互作用,简化了深水卸荷式板桩岸壁结构的计算模型;将土压力分为自重土压力和超载土压力分别进行计算,且同时考虑了卸荷作用和遮帘作用,从而能够更加合理准确的计算作用于结构的土压力,依据主动土压力理论,考虑卸荷作用和遮帘作用进行前墙的土压力计算。     

分离卸荷式板桩码头中桩基-卸荷承台结构的卸荷机理研究

分离卸荷式板桩码头结构是在传统单锚式板桩码头结构的基础上通过前墙后方埋深的桩基卸荷承台结构承担部分荷载从而实现卸荷效应。为了研究该码头结构的卸荷机理,文章通过有限元数值模拟对分离卸荷式板桩码头结构在施工过程中的承载特性进行研究,并通过对比工程原型观测数据验证模型的正确性。在此基础上,通过对比单锚式、双排桩和分离卸荷式三种板桩码头结构在相同工况下的结构内力与变形以及应变能差异,分别探究桩基卸荷承台结构的双排桩和卸荷承台结构的卸荷效应及其组合后的影响。结果表明双排桩在水平方向通过自身抗弯能力与桩土间相互作用达到对前墙的遮帘作用,而卸荷承台在竖直方向形成土压力卸荷区减小前墙荷载,此外卸荷承台与双排桩之间能相互影响,增强系统的稳定性,提高桩基卸荷承台结构的承载能力与负荷比例,达到更好的卸荷效果。     

堆载过程中分离卸荷式板桩码头结构变形特性

分离卸荷式板桩码头结构主要由前墙、锚碇墙、拉杆以及卸荷平台体系组成,通过卸荷平台体系承载码头上部结构荷载,以达到减小前墙荷载、加大港池开挖深度的效果。对这种新型码头结构堆载过程进行的数值模拟是码头数值模拟的基础。通过FLAC3D软件进行数值分析,探讨堆载过程中,分离卸荷式板桩码头的受力与变形特性,以及码头结构上土压力分布规律。通过与原型观测数据和离心模型试验结果对比,验证堆载模拟方法的合理性。     

港池开挖对遮帘式板桩码头结构影响分析

遮帘式板桩码头是近几年开发的新结构,施工经验不足。为研究港池开挖过程中码头的应力一变形,基于ANSYS计算软件,以某遮帘板桩码头为工程背景,建立码头三维有限元模型,模拟港池开挖。计算结果表明：港池开挖对码头结果侧向位移影响较大,沿桩、墙顶距呈现由大变小的规律;遮帘桩的设置,很好的改变了前墙土压力的分布,是板桩码头深水化的关键。     

遮帘式板桩码头结构的土压力计算分析

本文利用ABAQUS有限元分析软件,针对某10万t级散货码头遮帘式板桩结构进行数值建模,对比了数值计算结果和理论结果的差异,论证了数值模型的可靠性,分析了差异产生的原因。对比分析了有遮帘存在和无遮帘存在对前墙陆侧土压力和位移的影响,数值计算结果表明,遮帘的存在可以达到减小结构受力和位移的目的。     

遮帘式板桩码头结构的空间有限元法分析

着重介绍了关于遮帘式板桩码头结构空间有限元分析计算的有关内容.对于影响计算结果的主要因素土压力、拉杆处指定位移及墙底约束条件等进行了初步的分析,从数值模拟的角度考虑到全遮帘板桩这种新的结构型式的受力特点及边界条件建立了相应的计算模型,为物理模型试验及实际工程的设计打下了良好的基础.     

遮帘式板桩码头原型观测技术研究

遮帘式板码头作为新型的码头结构型式尚没有完善的设计与施工规范,原型监测显得尤为重要.本文结合国际上首个全遮帘式板桩码头的原型观测实例,详细介绍了遮帘式板桩码头的原型观测技术,并对仪器的选型及安装进行了探讨,重点研究了结构侧向变形与侧向土压力的原型观测技术.研究结果对遮帘式板桩码头的原型观测方法有一定的指导意义.     

遮帘式板桩码头抗震特性及设计参数研究

板桩码头是港口工程建筑物一种重要的结构形式,但受墙身高度限制,只适用于中小码头建造。遮帘桩的加入,极大地改善了前墙受力,使码头泊位大型深水化成为可能。作为一种新型的结构形式,遮帘式板桩码头抗震特性尚不清楚,地震破坏机理与变形灾变性能是抗震安全设计中需考虑的较复杂的问题。基于非线性有限元分析技术,考虑遮帘桩到前墙间距、遮帘桩长度和遮帘桩厚度等一系列抗震设计参数,研究不同参数时,遮帘式板桩码头前墙残余变形分布特征、墙身以及拉杆受力特性,阐述各设计参数下板桩码头的抗震机理和变形特性,给出各设计参数的合理抗震取值,研究结果为遮帘式板桩码头的抗震安全设计提供参考。     

遮帘式板桩码头研究现状及展望

遮帘式板桩码头是一种新型码头结构形式,其工作机制、结构效应、力学特性的研究越来越受到工程界的关注。文中结合实际工程情况,阐述了其工程特点、工程价值和理论意义;从土工离心模型试验和数值模拟等不同方面总结了近年来遮帘式板桩码头的研究成果,并针对遮帘式板桩码头研究中存在的不足,探讨并展望了遮帘式板桩码头今后的研究方向及思路。     

遮帘板桩式接岸结构桩土相互作用分析*

结合某工程,对遮帘板桩式接岸结构桩土相互作用进行数值分析,研究了桩土相关计算参数对桩土作用的影响。由于遮帘桩的存在,在受到后方土压力时,遮帘桩桩间土压力向两侧遮帘桩传递,这样减小了前排桩承受的土压力,产生土拱效应,提高了接岸结构的承载力。土的粘聚力与内摩擦角对桩土相互作用影响较大,随着粘聚力与内摩擦角的增加,遮帘桩荷载承担比均有所增加,最后都趋于稳定值,当粘聚力达到一定值时,内摩擦角对桩土相互作用影响较小。遮帘桩间距及遮帘桩与前板桩间距对桩土作用影响较大,只有综合考虑,才能优化码头设计。土的弹性模量、泊松比、桩土摩擦系数对桩土相互作用影响较小,在设计时可作次要因素考虑。     

遮帘式板桩码头结构原位测试研究

通过对埋设在深水遮帘式板桩码头结构内的测试元件进行位移、内力等方面的原位观测,得到板桩码头前墙、遮帘桩和锚碇墙的变形、沉降、土压力、钢筋和混凝土应力等观测数据,研究码头结构变形和内力等相关参数的变化规律,为码头结构的优化设计和正常使用提供技术支持。     

遮帘板桩码头遮帘效应作用原理分析及影响因素研究

针对遮帘板桩码头应用时间较短,研究成果较小的背景,本文基于以往的研究经验,以南通洋口港某作业区遮帘式码头为研究对象,借助ABAQUS有限元软件,通过建立有限元分析模型,分析板桩码头结构形式、遮帘桩间距等影响因素对遮帘效果的影响。研究结果显示:与单锚式码头相比,遮帘码头前墙有明显土拱效应,在相同工况下可以有效减小墙前土压力与位移值;同时,在遮帘桩间距小于临界桩间距时,墙前土压力与位移值随遮帘桩间距的改变变化幅度较小,当遮帘桩间距大于临界桩间距时,变化幅度显著上升     

遮帘式板桩码头计算理论和方法

对遮帘式板桩码头新结构,目前尚无相应的计算理论和方法,本文提出了包括全遮帘式板桩结构和半遮帘式结构的计算理论和方法.     

板桩码头向深水化发展的方案构思和实践--遮帘式板桩码头新结构的开发

针对板桩结构型式仅适用于中小码头建设这一长期困扰水运工程界的课题,研究开发了半遮帘式和全遮帘式板桩码头结构型式.在京唐港区2万t级板桩码头改造为5万t级泊位工程中,利用半遮帘桩减小作用于原前板桩下半部分的土压力,而且不设锚碇拉杆,取得了成功;采用全遮帘式板桩结构,又成功建设了10万t级深水泊位.经南京水利科学研究所进行离心模型试验,验证了设计是正确的.     

板桩码头向深水化发展的方案构思和实践——遮帘式板桩码头新结构的开发

针时板桩结构型式仅适用于中小码头建设这一长期困扰水运工程界的课题，研究开发了半遮帘式和全遮帘式板桩码头结构型式。在京唐港区2万t级板桩码头改造为5万t级泊住工程中，利用半遮帘桩减小作用于原前板桩下半部分的土压力，而且不设锚碇拉杆，取得了成功；采用全遮帘式板桩结构，又成功建设了10万t级深水泊位。经南京水利科学研究所进行离心模型试验，验证了设计是正确的。     

淤泥地质组合式板桩码头结构受力和变形特性分析

针对淤泥地质条件下传统板桩码头结构受力和变形较大的技术难题,提出采用由固化淤泥和单锚板桩形成的组合式码头结构,提升板桩码头结构在淤泥地质中的承载能力.通过数值分析,研究在不同水泥含量、养护龄期条件下固化淤泥地基上板桩码头结构的受力和变形特性,得到固化淤泥地基板桩码头结构前墙土压力的分布规律和结构水平位移变化规律:前墙土...     

遮帘式板桩码头结构设计方案的优化与验证

在某大型深水泊位遮帘式板桩码头设计中,开展了大型土工离心模型试验,研究了初步设计方案中遮帘式板桩码头各构件的受力和变形情况,从而对初步设计方案进行了验证,并对原设计提出了优化。     

重力式码头升级改造板桩墙后土压力分布

针对重力式码头升级改造新建板桩墙方案板桩墙后土压力分布问题,开展新建板桩墙距已有重力式墙身不同距离的土压力分布规律研究。采用有限元数值模拟和理论公式计算对比分析,得出作用在前板桩墙上的土压力小于理论主动土压力,即存在贮仓效应的结论。建议重力式码头改造工程设置前板桩墙时,采用公式合理选取贮仓尺寸,或根据新建板桩墙距已有码头墙身的距离采用有限元计算作用在板桩墙上的土压力,避免保守或激进设计。     

遮帘式板桩码头力学性能分析

运用通用岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立遮帘式板桩码头模型,对影响板桩码头结构受力的主要参数进行分析。结果表明:土体参数对板桩结构各构件内力和位移的影响十分显著;加固锚碇结构后方土体,有利于减小后方堆载对板桩结构的影响;剩余水压力产生的结构内力不可忽视,应采取可靠措施降低板桩码头剩余水压力;板桩码头的施工工序对构件内力起到至关重要的作用;结构内力分析应结合实际充分考虑施工工序影响,以保证结构安全。