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。     

基于不同区域土体变形特性的自升式平台拔桩阻力计算方法研究

为了研究自升式平台在饱和软黏土拔桩过程中所受拔桩阻力的大小及变化规律，基于不同区域土体的变形特性，应用ABAQUS软件分别采用耦合的欧拉-拉格朗日（CEL）数值分析方法与基于小应变理论的有限元（SSFE）计算方法建立了桩靴上部阻力与底部吸附力的数值计算模型；提出了自升式平台拔桩阻力计算方法，并与已有的离心机试验结果进行比较。根据不同固结条件，开展了土体不排水抗剪强度、贯入深度以及桩靴直径对桩靴拔桩阻力的敏感性分析。研究结果表明：该计算方法能有效预测桩靴在软黏土中所受的拔桩阻力，其中上部阻力、底部吸附力预测误差分别为14.48%和-7.25%～4.23%，峰值拔桩阻力预测值误差为15%左右；桩靴所受的上部阻力主要来自于上覆土体对桩靴的反作用力，而底部吸附力则由桩靴底部土体中负超孔隙水压力引起；上部阻力受上述3项因素影响较大，而底部吸附力则随着固结时间增加而显著增大。研究成果可为桩靴拔桩作业过程中的受力分析提供借鉴与参考。