基于ABAQUS的港工结构计算模型自动地应力平衡方法研究*

初始地应力场是结构-地基相互作用下有限元分析重要的初始条件，其平衡结果的精度将直接影响结构数值分析结果的准确性。虽然自动地应力平衡法操作步骤最为简单、所得结果最优，但受地基或结构形式、地基土层参数及接触等复杂条件的严重制约，其在实际中的应用非常受限。利用ABAQUS软件，在严格遵守实际地应力平衡时间节点的基础上，采用设置生死单元的方式实现初始地应力平衡前、后地基-结构所在空间单元的置换，建立通用自动地应力平衡方法及步骤，并通过多个典型港工结构模型算例进行验证。结果表明，本文的自动地应力平衡方法及步骤简单、易行，且能够方便有效地实现各种复杂情况下港工结构计算模型的初始地应力平衡。     

绿色港口建设中港区大气污染物排放研究综述

我国是世界上拥有集装箱吞吐量超百万标箱港口数量最多的国家,港口在获得良好经济效益同时,船舶运输活动和装卸设备作业造成的大气污染也日益严重.为贯彻港口可持续发展理念,绿色港口建设势在必行.通过分析研究了我国港口大气污染物来源、排放清单编制方法、大气污染物排放特征等现状.总结了港口施工期和运营期主要大气污染物来源;为阐述港口船舶大气污染物排放清单,简述了点式空气质量自动检测和PEMS两种主要大气污染物检测方法;并总结了港口运输船舶、港作机械及集疏运车辆的排放清单编制方法及现状;进而归纳了港口主要污染源大气污染物排放特征.为比较不同年份不同地区船舶大气污染物排放特征、评估船舶减排成效,提出了港口船舶大气污染因子的概念及表达式,分析了我国大气污染物排放研究现状,并指出目前排放清单研究中对于内河港口大气污染物排放问题重视程度不足、排放因子本土化程度低、港口大气污染源考虑不全面等问题.     

多元荷载作用下软基深水高桩码头结构承载特性研究*

软基深水高桩码头结构受到恶劣外海环境荷载及复杂工作荷载等多元荷载的共同作用。研究表明,船舶撞击荷载是该结构水平向控制荷载,但波浪长期循环荷载作用会引起桩周土体软化,进而导致码头结构在其它荷载作用下承载特性的劣化。鉴于此,首先基于ABAQUS有限元软件建立了深水高桩码头结构-地基土体相互作用的三维弹塑性有限元模型;然后,借助USDFLD子程序实现了同时考虑土体强度弱化和刚度衰减的模拟,进而开展了未考虑土体软化、仅考虑土体强度弱化、仅考虑土体刚度衰减以及同时考虑土体强度弱化和刚度衰减对码头结构承载特性影响的对比分析。研究结果表明,与未考虑土体软化时撞击荷载作用下码头结构安全系数相比,仅考虑土体强度弱化时其值降低14.72%,仅考虑土体刚度衰减时其值降低15.28%,同时考虑土体强度弱化和刚度衰减时其值降低19.44%,且考虑土体软化后桩周土体的塑性应变范围明显增大,极限状态时桩身应力值减小,结构稳定性显著降低。     

变幅水位影响下高填方岸坡框架码头结构承载特性研究

库区周期性变幅水位引起高填方岸坡土体抗剪强度参数发生弱化,进而导致框架码头结构稳定性降低,因此有必要开展变幅水位条件下高填方岸坡框架码头结构承载特性研究。首先,基于已建立的变幅水位下岸坡稳定性简化计算方法,考虑土体饱和度与水位循环次数对土体强度参数的影响规律,建立了考虑渗透力、土体饱和度及变幅水位循环次数综合影响下的码头结构承载特性简化分析方法。然后,借助ABAQUS有限元软件,建立了高填方岸坡框架码头结构三维有限元计算模型,并将建立的方法应用于某实际码头工程承载特性分析。结果表明：饱和度、变幅水位循环次数与渗透力的共同作用对岸坡框架码头竖向承载能力影响并不明显,然而饱和度及水位循环次数的增加略微增大了码头结构水平向极限承载能力,撞击荷载作用下,岸坡土体饱和度为90%比饱和度为14%时码头结构水平极限承载力增加了6.4%,水位循环100次比水位循环1次时水平极限撞击能力增加了3.3%;考虑渗透力后饱和度及水位循环次数的变化对岸坡土体位移影响较大,其中岸坡塑性贯通区及位移变化最大区域集中在坡顶挡土墙下方与岸坡第1排、第2排桩基土体周围。     

“双碳”背景下国内外绿色港口建设发展综述

在全球生态危机愈演愈烈的情况下,国际港口界将绿色发展理念贯穿于港口的建设运营中,提出“绿色港口”的概念。绿色港口建设目的在于贯彻绿色发展理念,使用绿色技术和实施绿色管理,引导港口走资源节约型、环境友好型的发展道路。通过查阅大量资料文献,以绿色港口建设发展为出发点,从绿色港口理念、绿色港口技术、绿色港口管理以及绿色港口评价4个方面梳理国内外学者针对绿色港口的研究动态及港口的应用现状,针对当前国内绿色港口建设中存在的问题,形成改善意见与提升路径,旨在将绿色发展理念贯穿于港口全生命周期,为我国港口向绿色化转型提供参考。     

岩体原位测试中反力对试验影响程度的理论模型

“锚杆-钢梁”组合系统是目前岩体原位测试中经常采用的一种反力施加方法,而锚杆对岩体的反力作用将会导致试验点的变形量测精度产生一定程度的偏差。通过建立锚杆对试验岩体反力作用的理论模型,导出由锚杆反力所导致 的试验点变形量的理论公式,与试验点理论变形量的公式相比对,给出了锚杆反力对试验点影响程度的计算公式。结合现场实际测试情况,根据某Ⅱ类岩体的力学参数值,分别计算出试验点的理论变形量及反力导致的变形量。结果表明：对该Ⅱ类岩体,反力导致的变形量约占理论变形量的0.035%,为提高测试结果的精确性提供了理论依据。     

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。     

基于强度折减法的分阶框架护岸结构稳定性分析*

现有某河岸建筑结构影响洪水过水面积,导致无法满足行洪要求,需进行整改。经整改后形成一种分阶框架直立式新型护岸结构,该结构承载特性、失稳模式及其稳定性尚不明确。借助ABAQUS有限元软件,基于强度折减法,对该护岸结构进行数值分析。计算结果表明：1）该分阶框架直立式新型护岸结构失稳破坏主要是由于岸坡土体发生较大的滑动而导致的,其塑性破坏区域由坡脚岸坡与框架梁格接触点逐渐展开,呈现下部先于上部发生滑动,直至产生塑性贯通的渐进牵引破坏模式。2）计算得该岸坡结构安全系数为1.69,大于规范规定的安全稳定系数1.25,表明该岸坡目前处于稳定状态。3）该新型护岸结构钢筋混凝土材料用量少,梁柱结构有利于增强结构及岸坡的稳定性,具有一定的经济性和适用性。     

基于优化算法的锚泊系统设计数值方法

港口系泊系统的设计关系到船舶停靠的安全问题,是船舶与海洋工程研究的热点之一,以往的研究中,对于动荷载的考虑较少。在动荷载的基础上研究港口系泊系统的设计,首先,分析了港口系泊系统主要组成的钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和抗拖移锚的受力情况;然后,基于物体受力平衡方程以及悬链线模型建立了系统受力模型,采用遗传算法进行数值模拟求解;最后,通过MATLAB编程得出了在不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域,并讨论了各影响因素对系泊系统组成部分的影响程度。     

岩体原位测试中反力对试验影响程度的二维有限元分析

采用二维有限元方法,模拟了不同质量级别(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V类)的岩体在不同反力锚杆间距和不同应力状态下的变形试验;分析了锚杆反力对试验点所造成的变形量.研究表明:由锚杆对岩体施加反力所导致的试验点减少的变形量,在相同的岩体质量级别和反力间距情况下,随着应力的增大而增大;在相同的反力间距和应力状态情况下,随着岩体质量级别...