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《蠕變和差異沉降對樁基影響的數(shù)值分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、天津大學碩士學位論文第一章緒論定性降低。但是，以往對于這種不利情況并未引起足夠的重視。有時反而試圖在設計中充分利用樁基的抗滑作用來增加碼頭岸坡的穩(wěn)定性，以達到降低造價的目的。經(jīng)驗表明，在樁基碼頭設計中，絕不可過分依靠樁基的抗滑作用來提高碼頭岸坡穩(wěn)定性，否則可能使樁基受到過大的水平推力而導致碼頭位移甚至結(jié)構破壞。這樣的事故在我國的港口工程中曾多次發(fā)生。因此，如何合理地調(diào)節(jié)樁基對于岸坡的抗滑作用和遮簾作用，是樁基碼頭設計中一個十分重要的環(huán)節(jié)。要解決這個難題，首先必須透徹的了解樁基和岸坡之間的相互作用。遺憾的是，至今尚無一個可以定量評價這種相互作用的實用方法。所以，在國
2、內(nèi)的碼頭設計實踐中，目前還只能通過常規(guī)的岸坡穩(wěn)定分析來調(diào)節(jié)這種相互作用。例如，在港工地基規(guī)范中規(guī)定，對于高樁碼頭中的樁基抗滑作用的利用必須嚴格加以限制，使它在岸坡穩(wěn)定的計算安全系數(shù)中的貢獻不得大于0．1。也就是說，如果規(guī)定碼頭岸坡的最小穩(wěn)定安全系數(shù)1．2，則岸坡土體本身的抗滑力必須足以使其安全系數(shù)達到1．1以上，這樣才能使樁基不致受到過大的水平推力而引起破壞。當然，這樣的評估和調(diào)節(jié)方法十分粗糙，事實上也并未能真正有效地防止碼頭出現(xiàn)上述問題。因此，‘為了改進樁基碼頭的設計方法，迫切需要研究樁基和岸坡相互作用。這也是國內(nèi)外學者迄今還很少問津的一個疑難問題。1．3課題的
3、研究背景隨著我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，大量的高樁碼頭建造在軟土地基上，這些碼頭由于設計時沒有考慮到軟土地基所特有的蠕變性質(zhì)，造成了一些碼頭承載力不足，從而出現(xiàn)嚴重的滑移破壞，大大縮短了結(jié)構的使用壽命，給國家、投資方都帶來難以估量的經(jīng)濟損失。除此之外，由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展，碼頭的吞吐量不斷加大，碼頭進出口貨物不斷增加，這對于碼頭的繁榮是一件好事。但是由于缺乏足夠的碼頭建設，和對于未來航運發(fā)展趨勢的準確判斷，很多碼頭設施都只是停留在滿足幾年前的設計荷載要求。在現(xiàn)有的基礎上，籌建新的碼頭又需要投入大量的金錢和時間，因此，出現(xiàn)了很多碼頭大量超載的情況，有的地方甚至超過碼頭設計
4、荷載兩到三倍【2】，這也加速了碼頭的破壞周期，嚴重影響了碼頭的壽命。以天津港為例，天津港是典型的軟土地基，海底表層和淺層土為淤泥和淤泥質(zhì)粘土，其土體的物理力學指標比較差，具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、承載力低、流變性大等工程特點，對于工程結(jié)構的受力極為不利。在建港初期，由于該地區(qū)研究資料的匱乏，研究工作的不完善，以及理論方面的缺陷，很多泊天津大學碩士學位論文第一章緒論位都沒有考慮到蠕變的影響，使用后又由于大量的超載，致使很多泊位在使用后不久就出現(xiàn)了向海滑移，嚴重影響了碼頭的正常使用，并給投資方帶來了嚴重的經(jīng)濟損失。因此，如何妥善解決好蠕變和差異沉降對于樁土相互
5、作用的影響，成為高樁碼頭穩(wěn)定性的重大問題。對于高樁碼頭，特別是在軟土地基上的高樁碼頭具有重大的理論意義和現(xiàn)實意義。1．4本文的主要工作本文針對天津港區(qū)的高樁碼頭基礎結(jié)構，采用軟土蠕變模型，對其與樁基作用的時間效應進行研究，這對工程設計和了解其變化規(guī)律有重要意義。前人的研究證實【2】，三維有限元分析與二維有限元分析在數(shù)值上差別不大，在對定性的研究上趨勢相同，所以，為了節(jié)省大量的時間和資源，本文擬采用二維有限元法對樁基與土體的相互作用進行深入的對比分析研究。根據(jù)當前的研究現(xiàn)狀，本文主要作了如下工作：(1)學習研究了有限元理論、流變理論和差異沉降理論，并對各理論進行了概
6、括和總結(jié)。(2)翻譯并整理了土工有限元軟件PLAXIS自帶的英文教程，對PLAXlS的理論和功能進行了比較深入的研究，并把PLAXlS應用于研究蠕變和差異沉降對樁基影響的問題。：(3)了解高樁碼頭(以天津港為主)的各種破壞情況，并對破壞機理進行分析，以此擬定蠕變和差異沉降為本次研究的對象。(4)系統(tǒng)研究了相關的大型砂槽試驗和土工離心模型，用PLAXIS做出相關模型，并與試驗結(jié)果進行比較。得出有限元模型與土工離心試驗的誤差在允許的范圍內(nèi)，從而驗證了使用PLAXIS進行計算模擬的可行性。(5)在使用有限元軟件PLAXIS的過程中，提出了使用虛擬土體來克服PL垅IS自身
7、缺陷的方法，并驗證了其適用性。(6)通過有限元軟件PLAXlS建立天津港25"-'26段碼頭泊位的研究模型，研究以下幾種情況：情況一：無蠕變，無荷載，無邊坡變化(邊坡為l：3)；情況二：有蠕變，無荷載，無邊坡變化；情況三：無蠕變，有荷載，無邊坡變化；情況四：有蠕變，有荷載，無邊坡變化；情況五：有蠕變，有荷載，有邊坡變化(變?yōu)閘：4)；情況六：有蠕變，有荷載，有邊坡變化(變?yōu)?：2．5)。并對情況四在一年，五年和十年的發(fā)展變化情況進行研究。天津大學碩士學位論文第一章緒論(7)針對以上幾種研究情況，分別從軟土、硬土，有無后方加載，邊坡和時間變化等幾個方面研究蠕變和差異
8、沉降的影響
