基于桩—土相互作用的码头桩基承载特性分析

论文摘要

港口码头的建设对我国开发海上运输潜力、扩大对外交流和贸易、繁荣经济等具有重要作用。随着我国关于港口航运发展规划的出台,港口码头建设将迎来又一次高潮。由于传统的码头工程桩基础设计方法在理论上研究的不足,使得码头工程常出现问题而影响码头的安全使用。而港口及海洋结构造价的几乎一半的造价都集中在桩基础上。因此研究桩—土相互作用下的桩基承载能力具有非常重要的现实意义。本文在研究整理国内外桩—土相互作用研究现状及码头桩基承载特性的基础上,提出了需要解决的问题,并针对目前桩基承载研究方面存在的问题,提出了本文的研究主要内容。其次,在基于对数值分析方法运用于桩土工程的理论研究分析后,提出了合适的岩土材料本构模型,桩体结构材料以及桩—土接触面的数值模拟,解决了数值分析中理论障碍。然后,建立了基于桩—土相互作用的码头桩基计算模型,分别分析了码头桩基在水平、竖向荷载作用下,单桩、群桩的荷载传递特性,分析了群桩在竖向荷载下桩侧摩阻力、桩端阻力、桩身附加应力、桩间土应力的发挥,分析了群桩在水平荷载作用下桩径、桩数、桩长、桩距及土质变化情况下对群桩效应影响。最后,对码头土体情况、地震危害以及单根桩达到极限平衡状态后结构内力重分配进行了展望,提出了今后努力的方向。本文的分析结果可以用于码头桩基的设计,也可以为进一步分析桩—土相互作用的码头桩基承载特性提供理论参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 码头桩基设计计算原则
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 数值分析理论研究
• 2.1 有限元理论
• 2.2 岩土材料本构模型
• 2.3 桩体结构材料的模拟
• 2.4 桩－土相互接触界面的数值模拟
• 3 竖向荷载作用下码头桩基数值分析
• 3.1 码头桩基数值建模
• 3.2 竖向荷载下单桩承载特性分析
• 3.3 竖向荷载下群桩效应分析
• 3.4 竖向荷载下群桩桩基结构内力分析
• 4 水平荷载作用下码头桩基数值分析
• 4.1 码头桩基数值建模
• 4.2 水平荷载下单桩承载特性分析
• 4.3 水平荷载下群桩效应分析
• 4.4 水平荷载下群桩桩基结构内力分析
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录
• 附录2 攻读学位期间参加及完成的科研课题