插入式大圆筒结构稳定性计算方法研究

本文依托某外海大直径钢圆筒防波堤工程,借鉴相关调研成果和工程经验,提出了大圆筒结构稳定性分析的计算方法,并对依托工程大圆筒结构稳定性进行了计算分析。计算结果对实际工程应用提供了理论依据,并对其他相似工程提供一定的借鉴意义。     

大圆筒结构的充气浮运方法

介绍钢混凝土大直径圆筒结构充气漂浮的机理和气浮力的计算方法，阐述单体圆筒结构充气漂浮的不稳定性，探讨几种保持气浮圆筒结构漂浮稳定的方法，还对圆筒结构采用单潜驳下水的方案进行了介绍。     

沉入式大圆筒码头结构稳定性的有限元分析方法

基于有限元软件ABAQUS建立分析沉入式大圆筒码头稳定性的三维弹塑性有限元模型．采用弹性模型模拟大圆筒结构,采用Coulomb．Mohr屈服准则建立土体的本构关系模型．在圆筒与土体之间设置接触面单元模拟圆筒与土体的滑移、张裂和闭合。接触面的切向采用库仑摩擦本构关系模型、法向采用硬接触的方式。通过定义沉入式大圆筒码头稳定性判别准则和加载系数,提出根据加载系数一位移曲线判别结构稳定性的方法。针对某沉入式大圆筒码头工程的结构方案．采用有限元法计算码头结构的稳定性,分析不同土性指标对码头结构稳定性的影响．计算结果表明采用有限元方法分析沉人式大圆筒码头结构的稳定性是可行的．     

不同间距下大直径圆筒防波堤波吸力试验研究

防波堤的波浪力计算对防波堤的设计和稳定具有重要意义。针对目前圆筒防波堤波吸力的设计计算方法尚未成熟,通过开展物理模型试验,进行不规则波作用下不同间距下大直径圆筒结构波吸力的分布规律、影响因素和计算方法研究。结果表明:波谷作用下,大直径圆筒结构波吸力的横向分布规律与圆筒的间距有关,纵向分布规律表现为随着水深增加先线性增大然后线性减小,且最大波吸力的位置出现在静水位一倍波高以下。圆筒的相对间距、相对水深以及波陡对不同间距大直径圆筒防波堤的波吸力影响较大。基于直立墙结构波吸力公式给出折减系数的拟合公式,用以计算圆筒周身迎浪面的波吸力。     

大圆筒结构振动下沉过程的瞬态有限元分析

基于以不连续的时间点和空间点近似描述大圆筒结构连续振动下沉过程的方法 ,利用ANSYS-LSDYNA瞬态有限元计算软件,建立土体的粘弹塑性弹簧模型来模拟大圆筒结构的振动下沉过程,以获得大圆筒结构下沉过程筒体各点的应力极值,并与现场试验的数据进行对比,为大圆筒结构的设计和施工提供参考。     

大圆筒沉入深度对其抗倾性能影响的研究

通过试验研究 ,提出了沉入式大圆筒抗倾计算的抗倾有效比和抗倾折算比新概念 ,指出了沉入式大圆筒抗倾计算的新途径。根据试验资料分析 ,提出了沉入式大圆筒抗倾比 η与相对沉入深度 h h0之间的关系式 ,可供沉入式大圆筒结构抗倾计算时参考。     

深厚软土地基上插入式钢圆筒的结构稳定性

结合港珠澳大桥岛隧工程东人工岛工程实例,基于 PLAXIS 3D 有限元软件计算平台,利用可同时考虑剪切硬化和压缩硬化的土体弹塑性本构模型 Hardening-soil model,对深插式大直径钢圆筒岛壁结构三维数值计算展开研究,分析施工全过程中各控制工况下钢圆筒的变位情况,并与二维理论计算和现场实测位移相验证,探讨深厚软黏土地基上大圆筒结构的变形与稳定特性。结果表明,三维数值模拟钢圆筒位移和实测位移相近,两者均大于二维平面等效计算位移值;当钢圆筒有足够的直径和埋深时,即使其插入深厚软黏土地基,水平和竖向变位均较大,但是其结构稳定性也较好。分析成果对类似工程以及大直径钢圆筒结构在软土地基上的推广应用具有一定的参考意义。     

大圆筒围堰在各重要施工阶段的稳定性数值模拟

基于有限元分析方法,分别评估某人工岛大圆筒围堰结构在三个重要施工阶段的稳定性。文中建立了不同施工阶段下大圆筒围堰结构及其土体的"结构-地基相互作用"有限元模型,根据有限元数值模拟结果,最终计算得到在各阶段下大圆筒围堰结构的稳定安全系数Kα均大于1,表明结构安全。同时,文中分别计算并分析了大圆筒围堰结构在不同阶段下的最大位移smax及其出现位置。研究成果可为类似工程的设计提供一定的技术支撑。     

大直径圆筒抗倾计算模式的探讨

对目前国内外学者提出的大圆筒抗倾计算方法进行分析比较,指出这些计算方法中存在的问题,提出了沉入式大圆筒新的抗倾计算方法,概念清晰,计算结果较精确,可指导大圆筒抗倾计算方法的进一步研究。     

不同受力状态下沉入式大圆筒结构入土深度计算方法

沉入式大圆筒结构是一种适用于软土地基的码头、海岸及近海工程水工建筑物,沉入式大圆筒结构入土深度确定是该种结构稳定性设计的关键内容。假设圆筒绕筒轴线上某一点和绕筒母线上某一点转动二种变位模式;根据作用于圆筒上竖向力的大小,土对筒壁的摩阻力考虑竖直向上和向下二种情况;在土对筒壁的摩阻力竖直向上的情况下,考虑背离转动方向一侧地基土对筒底的反力作用。根据水平力、竖向力和力矩平衡条件,建立了沉入式大圆筒结构入土深度计算方法,对现有方法做了修改和完善。结合工程实例,对不同计算模式进行了比较分析,并研究了作用于圆筒上的竖向力和水平力对入土深度的影响。     

考虑土体竖向剪切刚度的大直径圆筒结构变位计算方法

文中建立了考虑土体对筒壁竖向变形剪切刚度时大直径圆筒挡墙结构变位的计算方法在对实验资料和各种计算方法进行比较和分析的基础上，提出了一种考虑筒壁与内外土体摩阻作用的土体剪切变形系数模型。通过实验数据资料测定了有关计算模型参数，用本文方法对上条件下大直径圆筒结构的位移进行计算，并与实测结果与基佗计算方法进行比较、分析     

沉入式大圆筒防波堤稳定性计算方法

假设沉入较深土层的大圆筒防波堤的稳定性主要由土的嵌固作用维持，其工作原理与无锚板桩相似。根据大圆筒防波堤直径很大的特点，在无锚板桩计算方法的基础上，进一步考虑土体作用于简底的水平切力、简底土反力、以及简内外土体对筒壁的竖向摩擦力对稳定性的作用，建立了沉入式大圆筒防波堤满足稳定性要求的嵌固深度计算方法。通过数值计算，研究了有关参数对大圆筒防波堤稳定性的影响。     

带卸荷板的大圆筒结构受力特性分析

带卸荷板的大圆筒结构在实际工程中受力特性复杂,难以用规范进行计算。运用有限元软件建立带卸荷板的大圆筒结构模型,研究其分别在岸桥荷载、波浪力和堆载土压力作用下的竖向拉力、环向拉力、竖向弯矩和环向弯矩,以及荷载的分布位置,了解其在不同荷载作用下的受力特性。结果表明,岸桥荷载对大圆筒整体结构应力分布影响较小,但对圆筒顶部弯矩影响显著;圆筒顶部受竖向弯矩影响较大,圆筒下部受环向弯矩影响较大;3种荷载作用下,最大竖向及环向弯矩均出现在圆筒与圆筒的相接处,圆筒下部呈波浪侧受拉、土侧受压的现象。     

基于变位方法的无底大圆筒结构稳定性研究

新型的无底大直径圆筒结构以其可直接嵌入地基而无需开挖的优势,在港口工程中得到广泛应用。但由于设计中采用经典的水工结构的稳定计算模型,导致一些实际工程出现了失稳破坏。基于沉入式大圆筒的工作机理,文中对传统稳定计算模型中结构倾覆转动点仅在基底的假设进行了改进,建立了吻合无底大圆筒结构并同时考虑水平位移、竖向位移、转角以及结构倾覆转动点随埋置深度变化的稳定性计算模型,基于临界破坏的模式,推导出了大圆筒的变位方程。该方程可以求得具体工况下竖向位移、水平位移、转角以及倾覆点高度。通过算例及工程实例验证了该模型的正确性及可行性。     

插入式大圆筒岸壁结构设计的新思路

通过对几个已建工程的回顾,归纳了我国插入式大圆筒岸壁水工建筑物通常的设计思路,并结合前苏联(俄罗斯联邦)、日本、英国等国家的相关结构设计规范或标准以及格型钢板桩(管)岸壁结构的设计思路或计算方法,对插入式大圆筒岸壁结构的使用条件、设计思路进行了统计归纳和对比分析。在总结现有设计与施工技术经验的基础上,提出了插入式大圆筒岸壁结构的使用条件和结构设计的新思路,希望起到抛砖引玉之作用。     

沉入式大圆筒结构内填土压力数值分析

沉入式大圆筒结构是一种适用于软土地基的码头结构形式,研究圆筒内填土压力对于筒壳强度的计算及其稳定性分析都有着直接关系。文中借助ANSYS软件建模,通过数值解得出圆筒入土5m工况下的压力分布规律,并与杨森公式比较,分析其变化规律;最后给出圆筒不同入土深度下的筒内土压力分布规律。     

基于ANSYS的圆筒型永磁直线电机有限元分析

圆筒型永磁直线电机结合了直线电机和永磁电机两者的优点,其结构特点决定了其设计与分析的方法与传统的旋转电机有所不同.本文以ANSYS有限元软件为工具,分析了径向充磁圆筒型直线电机的静态磁场和动态磁场,并使用虚功法和麦克斯韦张量法对其电磁推力进行了计算,两种方法的计算结果相近,证明了计算方法的正确性.分析计算结果表明该结构直线电机漏磁通较大,磁通密度较小.     

考虑土拱效应的大圆筒外壁土压力计算方法

在考虑土拱效应的基础上,重新定义了大圆筒结构土压力计算的侧土压力系数,并提出了计算大圆筒结构外壁土压力的新公式。该公式充分考虑了影响土压力的各因素,如剪切力、内摩擦角、筒土摩擦角等。通过与试验结果比较可知,公式与实测值符合较好。     

大直径圆筒结构码头工程的设计

本文论述抛石基床上无底大直径圆筒结构码头工程设计的特点，计算方法和应注意的问题。     

大圆筒结构施工控制要点

针对大圆筒结构在无掩护条件下施工难的问题，从大圆筒直径大、采用换填工艺、结构要求百年防腐、采用多种方式进行稳定计算的特点以及施工海域风浪大、测量定位精度要求高等特点，首次采用12锤联动的施工工艺，总结了大圆筒结构焊接质量高、重防腐工厂化、监控全程化，水下基槽开挖精度高，施工步距合理，定期对筒体进行原型观测等施工要点。