软土地区大型船坞底板优化设计

采用PLAIXS软件分析了船坞开挖卸荷和坞墙侧限对底板承载力的影响,结果表明,目前底板设计没有考虑土体开挖的卸荷效应和坞墙的侧限效应显得过于保守。考虑桩土共同作用,用理论的方法分析了船坞底板的受力特性,得到了不同土层分布对底板沉降和土体荷载分担的影响。计算结果与有限元计算值进行对比分析,验证了该方法的正确性。     

波浪作用下沉管隧道管段沉放过程的频域响应(英文)

大型沉管隧道管段的沉放是沉管隧道施工中的关键环节之一.为了解沉管隧道管段沉放过程中的运动特性,对双驳船施工沉放的沉管隧道管段进行了频域计算分析.基于线性波理论和三维分布源法,计算得到波浪作用下沉管管段沉放过程中的波浪荷载及频域运动响应.计算中假定驳船本身的运动较小,忽略了驳船的运动对管段运动响应的影响,缆绳作用力由静力学方法计算.计算结果表明,沉管受到的波浪荷载在靠近水面的位置较大,并随着沉管沉放深度的增加而减小;随着波浪周期的增大,沉管受到的波浪荷载先增大而后减小;沉管的运动响应一般在离水面近的位置较大,并随着沉放深度的增加而减小.     

离岸深水全直桩码头竖向承载特性有限元数值模拟

建立结构-地基相互作用三维弹塑性有限元模型,分析软土地基上离岸深水全直桩码头竖向承载特性与失稳模式。通过研究得出,竖向荷载作用下,该结构竖向承载特性及失稳模式与土体强度密切相关。当地基较软时,结构竖向极限承载力由地基土体强度决定;当地基较硬时,结构竖向极限承载力由桩身及土体强度共同控制。为此,在进行该类结构设计时,应充分考虑软土地基软化效应等可能降低土体强度的不利因素对结构竖向承载特性及失稳模式的影响。     

单驳船沉放对沉管管段动力响应影响的物理模型试验研究

波浪作用下沉管管段和驳船的运动属于耦合运动,是极为复杂的水动力学问题。论文通过物理模型试验,研究了不规则波作用下、单驳船沉放情形下的沉管管段的动力响应问题,采用Welch方法对沉管管段动力响应进行了频谱分析,并探讨了不同波浪周期和波高情形下的沉管管段运动和缆绳张力的频谱特性。研究结果表明:与固定平台沉放情形相比,单驳船沉放情形下,不仅沉管管段低频运动周期和幅值的谱分析结果均发生改变,而且波频运动幅值的谱分析结果也发生变化。此外,还探讨了波浪条件对沉管管段运动幅值功率谱结果的影响情况,并对考虑驳船运动的沉管管段稳定性进行了研究。     

基于DPDM 技术的室内双层地基承载试验及变形场分析*

通过室内双层地基模型试验,研究上部硬土层在不同强度和厚度条件下的双层地基承载性能,并拍摄数码图像分析了双层地基的变形场。分析荷载p-基础沉降s 曲线,双层地基极限承载力随上部硬土层强度和厚度的增大而增加,双层地基极限承载力下对应的基础垂直位移随上部硬土层强度和厚度的增加而降低;当模型试验中的上部硬土层的水灰比为10%、厚度为30 mm,以及上部硬土层的水灰比为20%、厚度为60 mm 时,后者的极限承载力是前者的3.01 倍,后者的极限承载力下对应的基础沉降是前者的基础沉降的0.11 倍。利用数字照相变形量测DPDM (The digital photogrammetry fordeformation measurement) 技术对双层地基变形的数码图像进行变形场分析,通过网格图的变形分析,土体的初始变形出现在下部软土层中,随着荷载的增大,网格的变形区域逐渐向上部的硬土层及软土层下部发展,同时在水平方向扩展;双层地基破坏模式为上部硬土层的锥台型整体剪切和下部软土层冲剪的综合型破坏形式。对上部硬土层的强度、厚度的优选设计可大幅度提高软土地基处理的效能。     

考虑固结过程的软土地基承载力数值分析

深厚软黏土地基在受到上部结构传递的荷载作用时将会发生进一步固结,进而影响软土地基的承载特性,因此考虑荷载作用下软土地基的固结特性对地基承载力分析有重要意义。文章以室内静三轴试验所得软黏土抗剪强度指标c、φ随固结度和静偏应力变化规律为基础,利用大型有限元软件ABAQUS,通过用户子程序USDFLD对土体材料进行二次开发,建立考虑土体抗剪强度指标随固结度和静偏应力变化的有限元模型,进而对重力沉箱式防波堤软土地基承载力进行数值分析。有限元计算结果表明:静偏应力作用下地基土体发生进一步固结,土体固结度随时间增长而增大,抗剪强度指标出现明显增长。依据极限承载力、允许变位的判别标准分别对软土地基承载力进行分析:伴随着土体的不断固结,两种判别标准下的承载力安全系数均明显增大,且后者计算结果相对安全,建议采用允许变位的判别标准来计算实际工程中的承载力安全系数。     

层状软粘土地基承载力简化计算方法的研究

在港口与近海工程中,海洋地基大多由层状软粘土构成,并且各土层的强度参数差别非常大。目前,在工程实践中大多采用近似的计算方法或经验公式计算层状粘土地基的极限承载力,如扩散角法、冲剪破坏理论、Brown&Meyerhof的经验公式等。由于层状粘土地基的破坏模式、极限承载力与土层的厚度、土体强度密切相关,上面这些公式无法准确地预测层状粘土地基的极限承载力。文章基于有限元数值计算分析软件ABAQUS,进行了大量的对比计算,揭示了层状软粘土地基的破坏模式、极限承载力与土层的厚度、土体强度等影响因数之间的依赖关系;基于计算结果,给出了临界深度的计算公式;建立了有效、实用的承载力简化计算公式与计算图表,可为相关工程设计提供参考。     

土体卸载对高桩结构影响分析

建立某软土地基高桩码头模型,并利用通用岩土有限元软件进行分析。通过对施工步骤的模拟,分析港池疏浚和岸坡开挖对码头桩基的影响。结果表明:岸坡开挖引起的土体卸载,对码头桩基弯矩和码头水平位移均有显著影响,在结构计算时应采用有效的计算手段,考虑施工工序的作用。土体卸载产生的桩基弯矩及码头水平位移与土体开挖深度之间并非正相关,而是受各土层强度的影响。     

沉管隧道干坞方案比选

随着我国沉管法修建隧道技术的发展,越来越多的水下隧道采用沉管法施工,而干坞是沉管隧道修建的重要因素之一。通过对移动干坞方案和三种固定干坞方案进行综合比较,论述不同干坞方案在不同环境中的适用性及其优缺点,以确定经济、合理的干坞方案。     

卸荷粘性土体的静止土压力系数

本文针对基坑开挖卸荷的问题,就卸荷土体的静止土压力系数、超固体土体的静止土压力系数以及正常固体土体的静止土压力系数三者之间的关系问题,进行了试验研究,目的在于强调卸荷土体静止土压力系数与加荷状态静止土压力系数的不同之处。     

15000kN·m能级强夯置换处理软弱地基效果分析

依托广西钦州港区某地基处理工程,基于夯前夯后多道瞬态面波测试和夯后动力触探试验、置换墩着底检测及静载荷试验,对15000kN·m能级强夯置换法处理软弱地基效果进行了检测。检测结果表明:强夯置换后,地基承载力明显提高,复合地基承载力大于200kPa,压缩模量大于20MPa;15000kN·m能级强夯置换有效加固深度7.0~10.0m,平均有效加固深度9.0m左右;强夯置换后,置换墩体与墩间土间、强夯置换区与周边的强夯区间均存在明显的不均匀性,设计时应充分考虑到强夯置换后地基土的不均匀性。     

水工挡土墙地基承载力特征值修正

在采用载荷试验或原位试验的经验统计关系等确定地基承载力特征值时,考虑的是对应于基本条件下的值;而在进行地基基础设计时,考虑的是承载力极限状态下的标准组合,即采用荷载设计值。针对这一问题,对水工挡墙在水平力作用下基础土体的破坏模式进行了分析,研究埋深和宽度对地基承载力特征值带来的影响。采用引入基础深度修正系数的方法,使挡土墙地基承载力特征值得以提高。     

大型并列船坞岸壁结构变形时空效应分析及控制

依托长兴一期造船基地某大型干船坞工程,基于船坞基坑工程的设计特点和施工经验,建立三维有限元整体模型,对超大面积船坞工程时空效应和变形特性进行有限元分析。提出施工中预留部分土体和坞墩对坞墙钢板桩形成约束后开挖预留土体的两项措施,可对坞室基坑开挖时的变形加以控制。     

半圆型防波堤地基承载特性的有限元数值分析

半圆型防波堤是适用于软土地基的轻型重力式结构,地基承载特性是工程应用中需解决的重要问题。以大型通用有限元软件ABAQUS作为分析平台,建立了波浪荷载作用下半圆堤结构的弹塑性有限元分析模型。结合工程实例,分别参照地基极限承载力、结构允许变位判别标准对半圆堤的地基承载特性以及影响因素进行了有限元数值分析,并与汉森公式计算结果进行比较。结果表明:基于允许变位判别标准下的地基承载力分析结果相对安全,地基极限承载力计算的有限元结果与理论公式结果基本吻合,证实了汉森公式对半圆堤结构的适用性。进一步利用有限元方法分析了地基土强度、基础宽度、加固深度等因素对地基承载力的影响。     

复杂地质环境下超长深水钻孔灌注单桩承载性能

超长深水钻孔灌注桩荷载传递机理较为复杂,尤其是在复杂地质环境下,研究其承载性能对该类桩优化设计、施工具有重要作用。结合试桩自平衡静载试验资料,应用有限元软件GTS分析了超长深水钻孔灌注桩单桩在不同风化程度构造岩交替分布地层中的承载能力,其中土体本构关系采用Mohr-Coulomb模型,桩土界面设置接触单元,利用梁单元对桩进行数值模拟。结果表明:静载试验的Q-S曲线实测值和计算值吻合较好,桩的承载性能良好;桩端沉降在桩侧摩阻力发挥一定程度时开始显现,现场桩底沉渣清除较彻底;桩的轴力和桩侧摩阻力随深度变化受交替分布地层影响明显,并呈现一定规律。     

沉管隧道垄沟碎石基床工程特性试验研究

通过室内大型载荷模型试验研究沉管隧道带垄沟碎石基床的力学特性。试验碎石基床的加载方法包括满铺碎石、压拢顶、压垄沟3种,模型宽1. 2 m,高0. 8 m,长2. 0 m。试验过程中测量竖向荷载、表面沉降和位移、垄沟空间变化、混凝土加载梁的钢筋应力发展以及试验槽侧移。结果表明:直至750 kPa的荷载压力下,3种碎石基床试验中沉降和荷载呈线性变化,说明碎石基床处于压密的弹性阶段;加载过程中,垄沟空间随荷载增加呈线性减小,并被逐渐压平;带垄沟碎石基床与满铺碎石基床的荷载沉降曲线基本一致,最终沉降基本一致,可以认为垄沟对基床力学性质无显著影响,但在工程中应计入由于垄沟存在导致接触面积差异,试验还发现带垄沟碎石基床的混凝土加载梁钢筋应力较满铺碎石基层情况下增加20%～30%;建立了带垄沟碎石基床数值模拟方法,模拟结果表明:满铺、压垄沟碎石基床的荷载沉降曲线基本一致,也证明2种基床的变形和承载力一致。     

振冲碎石桩与CFG桩组合桩型复合地基试验研究

振冲碎石桩主要加固浅层地基,与桩间土构成复合地基,使地基承载力提高、变形减少,并可消除砂土层的液化;CFG桩布置在4根碎石桩的形心,桩端置于相对硬层,对复合地基的承载力和变形起控制作用。对某工程试验区振冲碎石桩与CFG桩组合桩型复合地基加固前后静力触探、动力触探和静载荷试验等进行研究,结果表明组合桩型复合地基中的碎石桩较大程度地提高了CFG桩的单桩承载力和地基承载力,桩距越小,加固效果越好。     

刚性承台下柔性单桩复合地基工作特性分析

基于变形协调条件,运用力学理论,对带台柔性单桩复合地基的承载特性进行了系统的分析,得到了桩土应力比、桩身轴力分布及荷载-沉降关系等系列解析算式.计算表明,柔性桩在更多的情况下不可能像刚性桩那样将荷载传递到桩端,而存在一个有效桩长;同时,桩土应力比随荷载变化的趋势与桩体刚度、桩侧剪切刚度及桩端土的抗压刚度有很大关系.计算还显示,如果以相对变形s/b=0.004～0.01所对应的承载力作为复合地基承载力特征值的话,当桩体刚度增加一倍,复合地基承载力将增加1/3～1/2.为验证所提出方法的可行性,将模型实验的结果与计算结果进行了对比,对比表明,该方法对柔性桩复合地基的设计计算有指导意义.     

整体卸荷式板桩挡土结构三维有限元数值模拟分析*

整体卸荷式板桩挡土结构是深厚软土地区高桩码头良好的接岸结构形式,采用有限元数值分析方法得到不同桩排距、后排桩间距和开挖深度条件下该类挡土结构前后排桩受力和变形特征并进行研究。结果表明,增加前后排桩间距可以减小桩基的水平变形,并使前后排桩的桩力分布更加合理;改变后排桩间距使前排桩水平和竖向位移均逐渐增大,前后排桩端部弯矩和剪力都增大;开挖深度的增加使结构水平位移增加。