桩基-重力式复合结构码头的有限元分析

通过大型有限元计算软件ANSYS,对荷载作用下的某桩基-重力式复合结构码头内力进行三维空间有限元分析。选择两种不同地基模型来模拟沉箱与地基的相互作用,结果表明,文克勒地基模型与半无限空间地基模型,除沉箱地板内力有一定差别外,码头结构其它部位内力基本相同,且两种模型中桩基与底部沉箱的连接处的节点应力较大,设计时有必要对此处进行加强。     

基于ABAQUS的沉箱码头墙后土压力计算方法

通过采用ABAQUS有限元软件,建立了沉箱和地基相互作用的三维模型,模拟了在自重作用下沉箱码头墙后土压力分布情况。结果表明:沿码头长度方向由于沉箱舱格及舱格内回填引起各断面结构刚度差异,沉箱墙后土压力分布呈现较为明显的空间特征,其总力较规范计算值偏大,从而使结构稳定性计算偏于不安全。结合工程实例模拟结果提出了一种更为符合实际的墙后土压力计算模型。     

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。     

大型沉箱码头地震作用的非线性动力反应

大量的沉箱码头在地震中沉降和向海侧倾倒,后方填土遭到严重大面积震陷破坏,致使沉箱岸壁处产生残余裂缝,在沉箱码头及填土地基的整体模型体系中出现了明显的弹塑性.运用动力有限元计算分析沉箱及其后方填土在地震下的动力反应,分析了地震过程中沉箱与水体、后方填土及地基的相互作用,得出沉箱及其周围土体应力、应变的变化情况、码头后方填土震陷及沉箱整体变形失稳趋势,计算结果与地震实测结果基本一致.     

基于ANSYS的大型沉箱码头静力分析

文中主要针对沉箱与地基及后方填土相互作用下的变形应力等进行了研究,以神户港沉箱结构为例,利用ANSYS程序进行了静力作用下的数值计算,分析了在沉箱及地基后方填土的水平竖直方向残余变形,后方填土应力、地基应力及后方填土压力、后方填土沉降变化趋势等变化情况。     

钦州某油码头沉箱内力数值分析

利用有限元分析软件ANSYS,对沉箱重力式码头在船舶荷栽作用下的沉箱静态力学性能进行数值分析.通过对比分析文革勒地基模型法和半无限弹性体法的计算结果,认为壳单元与体单元采用MPC接触方法,土体以弹簧来模拟的计算模型能够满足设计要求,建模简单,计算快捷,可供设计时使用.同时数值分析表明,在船舶荷载和贮仓压力作用下,沉箱立板内侧的竖向弯矩最大值发生在立板与底板的连接处,有必要对重力式孤立墩在船舶荷载作用下的沉箱进行空间结构计算.     

水工结构与地基共同作用应力分析

对某河口水闸的整体设计作了简要介绍,采用空间Biot非线性固结有限元模型分别对其不同工况下地基土、水、水工结构的共同作用进行数值模拟。详细分析了水闸沉箱底板在挡潮工况下的应力分布随地基土固结的变化情况,计算表明在运行期间沉箱底板、闸墩结构是安全的。最后,探讨了桩尖持力层的变化对闸墩底板地基土应力分布的影响。     

大型椭圆沉箱结构侧壁内力计算

针对预制椭圆沉箱持续大型化引起的波浪荷载计算超出规范问题,对设计椭圆沉箱结构进行圆形墩柱等效简化研究,采用规范计算圆形墩柱简化结构波浪荷载与椭圆沉箱码头最大水平总波浪力及波压强的物理模型试验结果进行对比的方法,可以判断结构简化的合理性,进而对椭圆沉箱侧壁波压强设计取值进行合理选择。依据相关规范公式对椭圆沉箱侧壁内力进行计算,并与采用有限元软件计算的结果进行对比与验证,得出椭圆沉箱侧壁由波浪引起的内力的准确计算结果,为类似工程设计提供借鉴。     

大型椭圆沉箱结构侧壁内力计算

针对预制椭圆沉箱持续大型化引起的波浪荷载计算超出规范问题，对设计椭圆沉箱结构进行圆形墩柱等效简化研究，采用规范计算圆形墩柱简化结构波浪荷载与椭圆沉箱码头最大水平总波浪力及波压强的物理模型试验结果进行对比的方法，可以判断结构简化的合理性，进而对椭圆沉箱侧壁波压强设计取值进行合理选择。依据相关规范公式对椭圆沉箱侧壁内力进行计算，并与采用有限元软件计算的结果进行对比与验证，得出椭圆沉箱侧壁由波浪引起的内力的准确计算结果，为类似工程设计提供借鉴。     

筒型基础结构稳定性分析的有限元方法

筒型基础结构是适用于软土地基的一种港口与海岸工程结构型式,依靠沉人地基的下部圆筒的嵌同作用维持结构的稳定性.文中给出了构造筒型基础结构-地基系统弹塑性有限元数值模型的要点,提出了基于有限元数值计算结果进行结构稳定性判别的准则,建立了筒型基础结构稳定性分析的有限单元方法,并通过实例计算进行了检验分析,表明筒型基础结构稳定性分析的有限元方法是准确、可靠的,可用于港口与海岸工程结构稳定性设计计算.     

新型重力式箱肋结构设计

依托汉班托塔港二期项目的干地施工条件,提出一种新型的箱肋式结构。针对结构各组件功能、计算模式、受力特性及计算结果进行研究。采用ANSYS软件计算得出各构件内力,并就此结构内力特性与常规沉箱结构的差异进行分析。结果表明:新型箱肋式结构既有沉箱结构整体性好的优点,又有扶壁结构低成本优势,同时后续施工速度更快。     

吊浮出运沉箱的浮游稳定性计算

针对吊浮出运沉箱的浮游稳定性计算还没有统一规范的问题,通过力矩平衡分析及浮心移动计算,详细分析了吊浮状态沉箱受力情况,对吊浮状态的沉箱浮游稳定性计算进行理论推导。得出在小倾角情况下的等效定倾高度的计算公式,设计了沉箱吊浮计算表,绘制了吊力与吃水深度和定倾高度的关系图。应用图表并结合浮运距离和航道水深限制,给出经济合理的压载和吊力分配方式,可为吊浮沉箱浮运施工工程提供参考。     

潜式沉箱-群桩-平台型复合结构波浪力计算的试验研究

文章介绍了一种潜式沉箱、群桩和平台相结合的新型复合结构.通过物理模型试验对这种复合结构在规则波和不规则波作用下的水动力特征进行了研究,探讨了正向波浪总力和垂向波浪总力与无因次参数相对波高H/d、相对沉箱长度A1/L及相对沉箱潜深d1/L之间的关系.根据试验结果总结出正向力与垂向力的计算公式,给出了复合结构各部分受力随透...     

某海外工程超大前趾沉箱的整体稳定性及基床应力分析

我国的技术规范建议沉箱前趾不宜过大,而国外出现超大前趾沉箱结构的实际案例。基于国外某实际工程案例,采用中国规范对沉箱结构码头的整体稳定性及基床应力进行分析,并对比算例中超大前趾和我国常规前趾沉箱的各项结构性能指标,得出超大前趾沉箱结构具有一定的结构优越性,对我国沉箱结构的优化设计具有参考价值。     

大型沉井浮运阻力研究

利用计算流体软件FLUENT对大型圆形铜沉井浮运时受到的水阻力进行数值计算，得到了不同流速不同吃水工况下沉井外壁和沉井总体的水流力；并将FLUENT计算结果与经验公式估算结果比较分析，验证了经验公式中只规定外壁为挡水面积是不合理的。在实际浮运中沉井内壁也受到了较大的水流力，并且不可忽略。依据FLUENT数值结果对经验公式进行修正，修正后的公式考虑了内壁受到的水流力，可更准确地估算大型圆形沉井浮运时的水流力。此修正经验公式可为工程实际提供参考。     

箱筒型基础结构气浮拖航的稳性计算

箱筒型结构是近年来开发成功的一种新型防波堤基础结构。为了探讨这种新型结构在拖航过种中的稳定性问题,进行了典型试验工程,并建立了气浮稳性分析计算方法。结果表明:基础箱筒气浮拖运与拼接上部结构后整体箱筒气浮拖运在技术、工艺、安全上都是可行的,所建立的气浮稳性分析和计算方法是合理的。     

某港码头沉箱的浮游稳定计算分析

通过对某港码头沉箱浮运情况的实体观测,探讨在采用规范方法计算沉箱浮游稳定时选取相关参数应注意的问题,并验算沉箱的浮游稳定性;通过对浮运过程中沉箱构件力学特性的分析,探讨舱格间过水情况对沉箱浮游稳定的影响和浮心相对于沉箱的运动规律,提出以抗倾力矩来衡量沉箱稳定程度的具体计算方法和基于注水调平方法的沉箱注水模式.某港的工程...     

扇形箱格之圆形沉箱浮游稳定的计算法

引用矩形沉箱浮游稳定计算的相同原理,把扇形重心轴的惯性矩通过转轴公式的转换,再经数学证明,得到带箱格圆形沉箱浮游稳定计算的通用公式和计算方法。     

AutoCAD与MS Excel在沉箱浮游稳定性计算中的应用

东莞虎门港沙田港区5号6号泊位工程码头结构为重力式沉箱码头,浮游稳定性是沉箱出运、安装过程中的安全保证。本文介绍以AutoCAD与MS Excel结合计算沉箱浮游稳定性。     

方沉箱浮游稳定特性

针对某港码头方沉箱,探讨了影响方沉箱浮游稳定特性各因素(定倾半径、质心到浮心的距离、定倾高度和沉箱吃水)随着沉箱密度和前舱加水高度的变化规律。结果表明:在前舱加水高度不变的情况下,方沉箱定倾半径和质心到浮心的距离随着沉箱密度增加而减小,定倾高度和沉箱吃水则相反;在沉箱密度不变的情况下,各因素随着沉箱密度的变化规律同前舱加水高度。前舱加水高度过高,会引起方沉箱的浮游由稳定平衡变为不稳定平衡,存在较大风险,而规范中并未有所体现,建议设计时加以考虑。同时在满足浮游稳定的前提下,尽量减少前舱加水高度从施工上来说是很有必要的。