波浪荷载对箱筒型基础防波堤作用的拟静力模拟研究

箱筒型基础防波堤是一种新型防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基上的筑堤情况,因其出现时间较短,迫切需要加深对其承受波浪荷载的工作性状的认识.采用拟静力法等效模拟波浪荷载对箱筒型基础防波堤作用,研制了能够在离心机高速运转条件下施加水平力荷载作动器,进行了箱简型基础防波堤离心模型试验,观测了箱筒型基础防波堤的水平位移、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等反应.结果表明,当水平荷载力大于某一临界值后,荷载位移曲线表现出类似"屈服"的现象,背浪侧和迎浪侧的地基中分别出现正的和负的超静孔压,而修建于软弱地基上的箱筒型基础防波堤主要位移破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳.     

箱筒型基础防波堤基础筒土压力数值模拟研究*

通过将波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤问题简化为平面应变问题,利用有限元数值模拟,分析在波浪荷载作用下防波堤基础筒壁的土压力分布和发展变化情况。数值计算表明:波浪荷载作用下港侧基础筒外土压力有显著增长,海侧基础筒外土压力有显著降低,是影响防波堤稳定的重要因素。中间隔墙内土压力变化微小,土体与防波堤位移大致相同。海侧基础筒港侧内墙和港侧基础筒靠海一侧内墙上土压力分别发生一定程度的降低和一定程度的增长。同时分析了用于稳定性简化计算的极限状态下各路径上的土压力近似分布。     

软基循环弱化效应时箱筒型基础防波堤稳定性分析

将基于D-P屈服准则的循环强度模型和由动三轴实验数据整理出的天津港软粘土循环强度曲线相结合,基于三维弹塑性有限元模型分析了循环波浪力引起的软基弱化作用对箱筒型基础防波堤结构稳定性的影响。由有限元计算结果可得出在考虑软基弱化作用时,天津港防波堤延伸工程中的箱筒型基础防波堤的稳定性下降约10%,且不对软土地基进行加固,结构稳定性仍满足。     

从实测数据判断箱筒型结构在风浪作用下的稳定性

箱筒型结构是一种新型的防波堤结构。通过土压力、孔隙水压力、振动、波浪、十字板等数据,对箱筒结构在大风浪作用下的稳定性进行了综合分析,得出在大风浪作用下箱筒稳定的结论。该结构适用于软土地基,工程费用低,建设速度快。     

新型筒型透空式码头结构的失稳分析

针对离岸深水环境特点,文章提出了新型筒型透空式码头结构,依据筒型基础的结构特性,提出了水平荷载作用下结构的失稳判别标准。然后,建立了筒型透空式码头的三维弹塑性有限元模型,对其水平荷载作用下的结构失稳进行分析。结果表明筒型透空式码头结构基础周围土体在水平荷载作用下发生楔形剪切破坏,增加筒长可显著增加基础的水平承载力,但对基础的屈服和极限水平位移影响较小。     

土体固结对筒型基础结构工作性能的影响

为了分析土体固结对筒型基础结构工作性状的影响,使用大型通用有限元软件ABAQUS建立筒型基础结构与土相互作用的三维弹塑性模型,模拟在波浪荷载和结构自重作用下土体的固结过程。得到筒壁的土压力、筒底的竖向位移和基底水平切力在固结作用下的变化趋势,重点分析固结对筒型基础结构稳定性的影响。结果表明,固结使作用在结构上的力和结构产生的位移发生变化,土体发生不均匀沉降,抗倾覆稳定性降低为0.625倍,抗滑动稳定性增大为1.25倍。     

箱筒型基础防波堤断面稳定计算方法

箱筒型基础防波堤是一种软基上的新型防波堤.针对其断面稳定性的分析建立了三类计算方法:有限元分析方法、数值极限平衡分析方法和简化极限平衡分析方法;对三类计算方法的特点进行了比较,并以此对天津港南北防波堤延伸工程的箱筒型基础防波堤结构进行了优化.     

十字板强度推算的抗剪强度指标在箱简型基础设计计算中的应用

新型箱筒型防波堤基础稳定性计算与抗剪强度指标的取值密切相关。在天津港地区,上覆较厚的软粘土层,处于欠固结状态,含水率高,承载力低。在施工期稳定性分析中,目前以十字板强度在工程中应用最广泛,但十字板强度实际上是土体各滑动面的抗剪强度的小值,单一的十字板强度指标无法估算新型箱筒型基础的地基土压力及承载力等。基于十字板强度随深度线性分布的规律及摩尔-库伦抗剪强度原理,结合收集的大量十字板强度实测数据,通过回归统计分析推算出地基土的2个抗剪强度指标,可应用于新型箱筒型基础稳定性和承载力的计算。该方法具有一般性,还可用于软粘土土坡稳定分析。     

大直径钢圆筒结构稳定性离心模型试验研究

大直径钢圆筒结构是近年来兴起的一种新型水工结构形式,具有结构简单、施工速度快、结构受力条件好、造价低等优点,能够适应水深浪大的恶劣环境,在软土地区具有广阔的应用前景。在钢圆筒施工过程中,其在风浪荷载下的稳定性是工程关注的主要问题。以东海某码头工程钢圆筒护岸为研究对象,通过土工离心模型试验,研究钢圆筒结构的破坏模式和稳定性,并对位移、筒壁土压力、筒身应变等进行分析。结果表明：软土地基上钢圆筒结构在水平荷载作用下的失稳破坏模式主要表现为倾斜失稳,而不是整体平移;钢圆筒失稳破坏时的极限荷载约为其所受水平荷载的2倍;在水平荷载作用下,陆侧筒壁土压力逐渐升高,海侧筒壁土压力逐渐降低,陆侧筒壁土压力明显大于海侧;筒身应变随深度的增加而增大,钢圆筒底部的筒身应力明显大于上部。     

十字板强度推算的抗剪强度指标在箱筒型基础设计计算中的应用

新型箱筒型防波堤基础稳定性计算与抗剪强度指标的取值密切相关。在天津港地区，上覆较厚的软粘土层，处于欠固结状态，含水率高，承载力低。在施工期稳定性分析中，目前以十字板强度在工程中应用最广泛，但十字板强度实际上是土体各滑动面的抗剪强度的小值，单一的十字板强度指标无法估算新型箱筒型基础的地基土压力及承载力等。基于十字板强度随深度线性分布的规律及摩尔-库伦抗剪强度原理，结合收集的大量十字板强度实测数据，通过回归统计分析推算出地基土的2个抗剪强度指标，可应用于新型箱筒型基础稳定性和承载力的计算。该方法具有一般性，还可用于软粘土土坡稳定分析。