钢板桩围堰体系静、动受力变形特性数值分析

论文摘要

目前,国内外有许多双排钢板桩型式的围堰结构,由于其整体性强,施工手段方便成熟,监测手段也较多,因此在港口工程中被广泛的采用。为了计算方便,常规方法主要以土压力理论为基础,无法考虑诸如土石物与板桩接触特性等因素的影响。为此,本文将针对双排钢板桩围堰体系静、动力受力变形特性,采用数值计算方法手段,主要围绕以下两个方面展开:1通过建立双排钢板桩围堰体系弹塑性有限元数值模型,采用基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构模型考虑土石物的弹塑性性质,采用罚函数接触算法描述界面接触特性,针对不同水位下钢板桩围堰在加载过程中呈现的受力变形特征进行了分析与讨论2通过建立双排钢板桩围堰体系动力有限元数值模型,采用Lanczos特征值模态法提取围堰体系自然频率与振型,采用Newmark逐步积分方法求解考虑几何非线性的动力平衡方程,并在此基础上,针对水平地震力作用下钢板桩围堰体系的动力受力变形特性分别进行振型分解反应谱分析和动力时程分析,并将计算结果加以比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 围堰工程相关国内外研究现状
• 1.3 本文技术路线
• 1.4 本文主要研究工作
• 2 有限元分析基础理论
• 2.1 ABAQIS简介
• 2.2 材料非线性问题的求解方法
• 2.3 动力数值分析方法
• 2.3.1 振型分解反应谱法
• 2.3.2 逐步积分动力时程分析法
• 2.4 Mohr-Coulomb本构模型
• 2.5 接触面模型及算法
• 3 不同水位下双排钢板桩围堰体系静力工作特性有限元分析
• 3.1 概述
• 3.2 弹塑性有限元数值计算模型
• 3.3 计算结果及其分析
• 3.3.1 不同水位条件下围堰土石体系受力变形特性分析
• 3.3.2 不同水位条件下双排钢板桩体受力变形特性分析
• 3.3.3 水位条件变化对围堰拉杆受力变形特性分析
• 3.4 小结
• 4 水平地震作用下双排钢板桩围堰体系动力响应特性分析
• 4.1 概述
• 4.2 水平地震力作用下双排钢板桩围堰体系动力特性与反应谱分析
• 4.2.1 双排钢板桩围堰体系动力固有特性分析
• 4.2.2 多遇水平地震力作用下双排钢板桩围堰体系地震反应谱分析
• 4.3 多遇水平地震力作用下双排钢板桩围堰体系动力时程分析
• 4.4 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢