考虑桩土相互作用下码头岸坡的三维稳定分析

论文摘要

码头结构与岸坡紧密相连。影响码头岸坡稳定性的因素较多,分析起来较为困难。本文从几个主要因素入手,采用单因素敏感性分析法,对各因素进行主次排序,并通过最小二乘法对稳定安全系数进行拟合。然后,以重庆市主城港区果园作业区一期工程3#综合泊位岸坡工程为依托,基于有限元强度折减法,运用ABAQUS建立三维数值模型,对考虑桩土相互作用的码头岸坡稳定性进行计算。论文主要研究成果有:（1）通过各因素变化率与岸坡安全系数变化率关系曲线分析得出:岸坡稳定性影响因素的敏感度大小依次是:岸坡岩土体的φ值〉C值〉码头面堆载。（2）运用最小二乘三次多项式拟合,推导出考虑岸坡安全系数在岩土体内摩擦角x1和坡度x2两个因素共同作用时的表达式为: f（x1,x2）=0.22-0.01x2+0.05x22+2.84e-3x1+1.84e-4x12-1.45x1x2+7e-4x1x22-9.39e（-6）x12x2+0.45x12x22（3）通过有限元三维分析得出:桩的存在能分担部分岸坡水平荷载,且使得有桩区段的岸坡产生塑性区时受到桩的隔断,塑性带不易发生上下贯通。（4）码头岸坡由于受到岸坡外水位变化的影响,岸坡安全系数降低,降低幅度为12%左右。（5）基于有限元强度折减法分析岸坡稳定性问题,可同时考虑桩、坡前水位变化、岸坡岩土体特性、坡顶荷载大小及作用位置变化等因素对岸坡稳定的影响,并且能够给出失稳时的塑性带和坡面位移等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究背景及意义
• 1.2 桩土相互作用国内外研究现状
• 1.3 国内外边坡稳定性研究现状及发展动态
• 1.3.1 边坡稳定性研究的极限平衡法
• 1.3.2 边坡稳定性研究的有限元法
• 1.4 研究中存在的问题
• 1.5 论文的主要研究内容
• 第二章 边坡稳定性分析的原理和方法
• 2.1 引言
• 2.2 边坡稳定的影响因素
• 2.3 边坡稳定性的判别
• 2.3.1 边坡稳定系数的定义
• 2.3.2 边坡设计（允许）安全系数
• 2.4 边坡稳定性分析方法
• 2.4.1 刚体极限平衡法
• 2.4.2 边坡稳定数值分析方法
• 第三章 岸坡稳定影响因素敏感性分析
• 3.1 引言
• 3.2 岸坡稳定安全系数数据合理性研究
• 3.2.1 有限元强度折减法求解岸坡安全系数
• 3.2.2 极限平衡法求解岸坡安全系数
• 3.3 边坡稳定影响因素敏感性分析
• 3.3.1 C 值对边坡安全系数的影响
• 3.3.2 φ值对边坡安全系数的影响
• 3.3.3 码头面堆载对安全系数的影响
• 3.3.4 集中荷载作用位置与安全系数的关系
• 3.4 边坡稳定影响因素拟合分析
• 3.4.1 单因素随机变量与安全系数的拟合分析
• 3.4.2 双因素随机变量与安全系数的拟合分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 桩土相互作用数值模拟方法
• 4.1 引言
• 4.2 码头岸坡分析模型
• 4.2.1 岸坡模型参数的选取
• 4.2.2 岸坡模型的选择
• 4.3 桩土相互作用数值分析模型
• 4.3.1 桩土接触模型
• 4.3.2 接触面相互作用力学模型
• 4.3.3 收敛问题
• 4.4 本章小结
• 第五章 考虑桩土相互作用的码头岸坡三维稳定分析
• 5.1 引言
• 5.2 工程实例概况
• 5.3 考虑桩土相互作用的岸坡稳定性分析
• 5.3.1 有限元计算模型
• 5.3.2 计算结果分析
• 5.4 不考虑桩基作用时岸坡的稳定性分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 本文的主要结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果