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。     

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。     

非沉入式圆筒结构与筒内填料相互作用的数值模拟

采用轴对称非线性有限元数据模拟方法研究了非沉入式大圆筒结构内测压力、内侧壁摩阻力的分布规律;与试验及传统的圆仓内侧压力计算方法进行了对比,具有较好的一致性。针对现有试验情况,对于不同的基础垫层、不同的圆筒内径及筒内不同的填土条件,进行队分析比较。     

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。     

大圆筒码头结构模型振动台试验研究

通过大圆筒码头结构在不同地基埋置状况下不同径高比抗震性能模型试验,对大圆筒结构自振频率、振型、动力放大系数等动力特性进行了分析比较。主要结果表明：大圆筒结构适用于用后方填土的软弱地基,剪切型结构优于弯曲结构;且随着径高比的减小,结构自振频率有所降低,动力放大系数有所增加。     

基于强度折减法的格仓式圆筒围堰稳定性有限元分析

格仓式圆筒作为深厚软土地基上人工岛围堰主体结构,其在围堰内部填土、外部尚未抛石斜坡堤工况下作用荷载复杂,难以采用有限元加载系数法进行稳定性分析。结合工程算例,基于强度折减法建立格仓式圆筒围堰三维弹塑性有限元分析模型。建议了基于强度折减系数-位移(Fv-S)曲线突变点法失稳判别标准,得到格仓式圆筒失稳模式和稳定性安全系数。结果表明格仓式圆筒结构失稳模式为筒体倾覆破坏,稳定性安全系数随格体入土深度增加而增大,随水平荷载和后方堆载的增加而减小。研究成果可为格仓式圆筒围堰工程设计提供借鉴和参考。     

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．     

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。     

基于Plaxis 3D空间的钢圆筒围护结构稳定性控制

钢圆筒围护结构为桥墩施工创造干施工环境,是施工期重要的临时辅助结构。基于有限元软件Plaxis 3D建立空间有限元模型模拟钢圆筒围护结构的施工过程,采用线弹性模型模拟大圆筒结构,采用Hardening soil model定义土体的本构关系,并在圆筒与筒内土、筒外土之间均加入界面单元模拟接触的实际性质。通过计算不同工况下钢圆筒本身的变位和土体产生的位移,探讨减小圆筒变位、增加结构稳定性的措施。     

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。     

吹填土对筒型基础结构工作性能的影响

针对吹填土对筒型基础结构工作性能影响的问题,进行三维有限元模拟研究。采用大型通用有限元软件ABAQUS建立筒型基础结构与吹填土相互作用的三维弹塑性模型,模拟在波浪荷载和不同厚度吹填土作用下筒型基础结构各点土压力的变化趋势,揭示筒壁所承受土压力的分布规律以及不同厚度吹填土的影响。该结果为防波堤的筒型基础结构稳定性验算提供了依据。     

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。     

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。     

沉入式大圆筒有关理论问题的探讨

通过试验研究及理论分析，从受力机理对沉入式大圆筒作了定义；对沉入式大圆筒的试验方法提出了新途径；阐明了筒内土体的抗倾机理及抗倾模式，提出了描述筒内，外土体压力的特征参数；地基抗倾折减系数的力学概念；筒的深入深度与筒底持力层土性的关系及提高沉入式大圆筒稳定性措施等有关理论；为今后沉入式大圆计算方法的研究指出了正确的方向。     

大型集装箱码头方沉箱与大圆筒结构受力特点对比

本文以20万吨级自动化集装箱码头为例,运用大型通用有限元软件,对方沉箱码头和大圆筒码头结构进行整体建模,并对码头上部结构进行局部建模,研究组合载荷下的前趾应力和胸墙内力。研究结果表明：大圆筒码头前趾基床应力大、分布不均匀;而方沉箱码头基床应力小、分布相对均匀。大圆筒码头胸墙跨度大、悬臂长、弯矩大;而方沉箱码头胸墙弯矩小,且整体分布较均匀。对于大型重力式码头,方沉箱结构相比大圆筒结构受力更为合理。     

沉入式大直径圆筒结构地震响应分析

利用ABAQUS有限元软件建立大直径圆筒结构数值分析模型,研究单向实测地震波作用下大直径圆筒结构动力响应,得出如下结论：筒外土体沿地震波传递方向位移变化最大,筒底附近应力最大且最先出现塑性破坏;筒内土体在自由端位移变化最大,地震波最大峰值过后筒体与筒内土体出现反复脱离、滑移和黏合现象;筒体在自由端位移变化最大,筒体底部应力最大,而且有较大的环向弯矩。研究成果可为沉入式大直径圆筒结构设计提供理论依据。     

大圆筒人工岛围堰结构稳定性和筒底地基应力的有限元分析

通过三维弹塑性有限元分析结果得出考虑地基强度弱化效应时,沉入式大圆筒结构稳定性安全系数有所降低,但降低程度小于地基强度的弱化程度;施工期大圆筒围堰结构的变位模式主要为绕筒底附近某点发生转动变位,岛内侧的大圆筒底部地基应力大于岛外侧;正常使用期,结构的变位模式则主要为平动变位,岛内侧大圆筒底部地基应力也大于岛外侧,但地基应力分布相对比较均匀。     

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。     

深埋式薄壁圆筒结构在滩海地基中的受力特性数值模拟

建立三维有限元模型,分析深埋式薄壁圆筒结构在施工工况和使用工况下的结构变形位移、内力分布、基底应力分布、结构-土体间土压力分布,并对比分析了有限元计算结果及规范法计算结果。结果表明,有限元法计算出来的土压力中下段分布呈现"凸肚子"形状,与结构实际受力状态更加接近,有限元计算边界点沉降小于中心点沉降,与分层总和法的计算结果基本一致。     

沉入式无底圆筒结构基底压力试验研究

采用模型试验,以实测筒内、外土压力和筒底压力为依据,探讨内填料和地基土与圆筒筒壁间摩阻力的调整及其变化规律。在此基础上,提出了沉入式无底圆筒结构基底压力的计算方法。