插入式钢圆筒筒内侧土压力分布规律及计算方法

针对插入式钢圆筒筒内土压力计算理论多样性、计算结果差别大的问题,分析筒内土压力分布规律及计算方法。结合港珠澳大桥岛隧工程西人工岛X37#钢圆筒,采用有限元软件PLAXIS 3D和多种理论计算方法对比分析筒内土压力。结果表明：筒内土压力不是随深度增加一直增大,库拉依宁法计算筒内土压力结果与三维有限元软件分析结果比较吻合,在工程设计中可以采用库拉依宁法计算筒内土压力。分析成果可以为钢圆筒筒壁水平张力计算提供依据,从而合理确定钢圆筒筒壁厚度。     

沉入式大圆筒内土压力及其计算

采用模型试验实测圆筒结构筒内土压力，并对圆筒在覆过程中筒内土压力的变化规律进行探讨。最后依据实测土压力图形提出筒内土压力计算公式。     

大圆筒结构与粘土相互作用的模型试验研究

以沉入式大圆筒为研究对象,进行了大圆筒结构与粘性土相互作用的室内模型试验,初步搞清了大圆筒结构在粘性土中的工作机理、筒内、外土压力分布特性、大圆筒的抗倾性能、筒底地基反力分布及结构变位情况等。     

沉入粘土中的大圆筒筒内外土压力分布规律及计算方法

通过对大圆筒与粘土相互作用的模型试验研究 ,总结了粘土中大圆筒筒内外土压力的分布规律 ,提出了粘土中大圆筒筒内外土压力的计算方法。     

深埋式大直径钢圆筒结构与土的共同作用

土压力是钢圆筒结构的主要外荷载之一,是分析钢圆筒与土共同作用机理的最重要一环。结合港珠澳大桥岛隧工程西人工岛项目实例,以有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,建立深埋式大直径钢圆筒岛壁结构整体空间弹塑性有限元模型。分析钢圆筒结构的筒前被动土压力分布曲线与筒底竖向土压力分布曲线,并与同工况下二维平面等效理论计算方法得到的土压力曲线以及经典朗肯、库仑土压力进行对比。结果表明,三维数值模拟钢圆筒结构筒前被动土压力最小,随深度增长的趋势与经典土压力相吻合;三维数值模拟筒底竖向土压力与二维平面等效计算结果在分布趋势和数值方面都基本吻合。     

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。     

沉入式大圆筒外壁静止土压力计算方法的研究

通过理论分析指出了筒外壁曲面对土压力分布的影响，在土压力计算中引入形状系数的概念，并提出了圆筒的形状系数与筒径关系的经验计算式。指出了边筒的存在影响圆筒外壁土压力分布的机理为筒与筒连接部位凹入部分土体形成的土拱，土拱影响的范围与筒外径大小有关。提出了筒外壁轴向及环向土压力计算的新方法。     

沉入式大圆筒筒内填料静止压力计算方法研究

指出了以往用填料的内摩擦角这个参数描述无底筒内填料压力分布是不合适的，填料的内摩擦角是材料特性，它不直接反映筒有无底所产生力学特性的区别。通过力学分析，将地基土作业无底筒内、外土压力的传力介质，建立了以筒内、外土体高差产生的压力通过地基土进行传递的计算模型，结合不同地基土，不同沉入深度的圆筒试验数据分析，提出了沉入式大圆筒筒内填料压力新的经验计算式。     

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。     

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。     

低桩承台挡土墙基础结构设计计算

介绍了低桩承台挡土墙基础结构采用竖向弹性地基梁法计算的两种模型:一种是由桩基础承担承台底面以上全部荷载作用,另一种是由地基土与桩基共同承担承台底面以上全部荷载作用.提出两种计算模型的判别条件以及设计时必须遵循的要求,为低桩承台挡土墙结构的设计和计算提供了依据.     

高扬程升船机不同壁厚塔柱结构的抗震性能分析

基于200米级高扬程升船机固定壁厚塔柱结构形式,以混凝土用量一致为原则,拟定变壁厚塔柱结构形式。采用有限元软件ABAQUS,分别建立了固定壁厚和变壁厚两种塔柱结构模型,对塔柱结构的动力响应进行对比分析。结果表明:1)在自重荷载、风荷载和8度地震作用下,固定壁厚塔柱结构和变壁厚塔柱结构的顶部最大位移分别为38. 5、34. 7 cm,均满足规范限值。2) 3条地震波作用下,两种塔柱结构的顶部加速度比底部加速度都大,呈现加速度放大效应,放大2倍左右。3)筏形基础与塔柱结构交界面出现了压应力集中,筏形基础左右、中间部分及筒体内部区域出现了拉应力集中。塔柱截面和挡土墙交界处易发生应力集中。4)变壁厚塔柱结构的顶部最大位移,筏形基础的最大拉、压应力,截面最大等效应力,均比固定壁厚要小较多。变壁厚塔柱结构形式更优。     

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。     

平板上直立圆柱三维绕流的CFD计算研究

利用计算流体动力学(CFD)方法,对粘性不可压缩流体流过平板上直立圆柱的绕流进行了三维数值模拟,采用了有限体积法和SIMPLE计算程式,利用不可压缩的Navier-Stokes方程,模拟了雷诺数在200的层流绕流流动。在建立贴体的结构化精细网格之后,成功模拟了马蹄涡,与经典的理论对比具有较好的吻合性。同时得到了交接部区域的剪切力云图。计算结果表明,主/附体结构交接部区域流动机理十分复杂,在这个区域有马蹄涡的存在,是产生交接部冲蚀的根本原因。计算结果表明本文所用方法在模拟含有复杂流动机理的圆柱绕流中是可靠性的。     

基于Terzaghi极限承载力理论的PLT边载效应分析

浅层平板载荷试验(PLT)广泛应用于土木工程中浅部地基土层承载力的评定,试验过程中承压板周围覆土边载有可能对地基承载力评定造成影响。基于极限平衡理论,推导出广义边载分布条件下Terzaghi极限承载力公式,通过调整浅层平板载荷试验(PLT)承压板周围边载的范围和大小,分别针对砂土和黏性土地基,分析边载效应对地基极限承载力的影响大小和变化规律。结合工程实例,指出在工程应用中最终边载效应对处理后地基土的影响程度须结合PLT试验过程中土体最终达到的应力状态做出综合判断。     

Second-order wave run-up on a vertical cylinder adjacent to a plane wall based on the application of quadratic transfer function in bi-directional waves

A numerical model was developed in this study to simulate the wave diffraction caused by an arbitrarily shaped structure in the presence of bi-directional incident waves based on a higher-order boundary element method (HOBEM). Based on the developed model, the wave elevation quadratic transfer function (QTF) in bi-directional waves, which is defined as the second-order wave elevation caused by two incident waves of unit amplitude from two directions, can be determined. The developed model was subsequently used to investigate the wave interaction with a cylinder situated near a vertical wall. The image principle was applied to transform the original problem into an equivalent one of wave diffraction caused by two symmetrical cylinders in open seas exposed to bi-directional incident waves. The second-order wave run-up on the cylinder can then be determined using the wave elevation QTF obtained from an analysis of the equivalent problem. A detailed numerical analysis was then conducted. Numerical results revealed that the presence of the vertical wall can apparently disturb the wave diffraction process from the cylinder, and lead to significantly amplified second-order wave elevation within the region between the wall and cylinder. In addition, the respective contribution from the first- and second-order components to the overall wave elevation around the cylinder was discussed.     

烟台港西港区防波堤二期工程施工方案分析

烟台港西港区防波堤二期工程所在海域水深浪大,表层软土较厚,天然地基的承载能力较差。在防波堤二期结构方案设计比选中,通过对抛石斜坡式、钢圆筒插入式以及沉箱重力式三种防波堤结构型式的施工方案和造价对比分析,选定适合本工程且施工工艺简单、造价经济合理的防波堤结构方案。     

带有复合结构的多层隔振系统振动传递及声辐射研究

本文将船体结构与安装在其上的设备和周围水介质合在一起建立了一个数学物理模型，即研究具有机器──上层隔振器──带有粘弹性材料（阻尼处理）的筏架结构──下层隔振器──基座艇体──外流场的艇体振动及声辐射。首先，从复合结构与流体相互作用问题的有关混合边值问题出发，针对声波辐射特点，推导了一种广义形式的Hamilton原理及有限元形式的运动方程。在此基础上，分别推导了带有粘弹性材料的筏架结构和艇体与声学介质耦合的动力学运动方程式。进一步在阻尼处理面积及位置、上下层隔振器刚体变化、基座面板厚度变化等四个方面对浮筏隔振系统声场特性的影响作了详细计算及分析研究，得到了一系列具有工程应用价值的结论。     

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。     

动波壁对圆柱体涡激振动的抑制作用研究

文章基于有限体积法,通过控制壁面的波动方式,考察了动波浪壁面对低雷诺数下两自由度弹性支撑圆柱体涡激振动的抑制作用。结果表明:由圆柱两侧向下游行进的壁面波能抑制漩涡的脱落;适当的壁面波动频率能大幅降低圆柱的横向振动;当雷诺数Re=500时,随着约化速度的增大,动波壁圆柱的横向位移值相对标准圆柱体始终维持在较低值区间内(0～0.05D),动波壁圆柱流向位移值相对标准圆柱体的减小幅度逐渐增加。