论文题目: 隧道式锚碇受力机理研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 桥梁与隧道工程
作者: 孙振
导师: 高波
关键词: 隧道工程,隧道式锚碇,数值模拟,接触分析,设计优化
文献来源: 西南交通大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在现代交通体系中,大跨径悬索桥方案越来越被人们所重视。其中锚碇在大跨度悬索桥工程中都牵涉到一个极其重要的设计和施工课题,即锚碇的作用机理及其可靠度评价与对策,这也成为了悬索桥设计和施工的关键和重点。 隧道式锚碇系统作为一种很有工程应用前景的锚碇形式,对其作用机理进行研究已成为指导隧道式锚碇设计和施工的依据。本文以西藏交通厅科研项目“国道214线角笼坝大桥带预应力岩锚隧道式锚碇机理研究”为工程背景,对其中隧道式锚碇的受力机理、锚碇对周围岩体稳定性的影响以及锚碇设计的优化问题等进行了研究。本论文采用大型有限元分析通用软件ANSYS进行研究,利用ANSYS中特有的三维面—面接触单元对锚碇与其周围岩体的相互作用进行模拟。根据其计算结果验证了在工程设计主缆拉力作用下,锚碇沿主缆方向的位移和对周围岩体的扰动都是符合设计要求的,锚碇系统处于稳定状态;具体考察了锚碇系统随其设计参数(粘结力c、锚碇倾角α、锚碇轴线长度L、锚碇放大角γ等)的变化,及其变化对锚碇主缆方向位移和锚碇周围岩体稳定性的影响。并在原有的岩层桩抗拔力计算公式的基础上,拟和推出了辅助锚碇设计计算的经验公式。 本论文结合现场原位模型试验的测试结果,验证了数值模拟结果的可信性,提出了锚碇系统的设计优化措施,说明了用数值模拟方法来研究隧道式锚碇受力机理问题是可行的。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 研究问题的提出
1.2 研究问题的意义
1.3 隧道式锚碇的国内外概况及研究现状
1.4 本论文研究的主要内容
第二章 数值分析方法
2.1 隧道式锚碇系统的受力机理
2.2 岩土工程中的有限元分析法
2.3 岩土材料增量本构关系
2.4 接触问题的有限元数值分析
2.4.1 接触问题的研究现状
2.4.2 土木工程中接触分析的应用
2.4.3 ANSYS通用软件中的接触问题解决
第三章 角笼坝大桥锚碇系统可靠性分析
3.1 角笼坝大桥锚碇工程概况
3.1.1 概况简述
3.1.2 工程地质情况
3.1.3 工程水文地质条件
3.1.4 锚碇结构体情况
3.2 二维与三维计算比较，提出合理简化
3.2.1 二维线弹性数值计算
3.2.2 三维线弹性数值计算
3.2.3 二维计算模型与三维计算模型的比较
3.3 无接触单元与有接触单元计算的比较
3.3.1 无接触单元与有接触单元情况下弹塑性数值计算
3.3.2 无接触单元与有接触单元计算模型的比较
3.4 角笼坝大桥锚碇系统稳定性分析
3.4.1 计算模型的建立
3.4.2 计算结果
3.4.3 计算结果分析
3.4.4 在达到主缆极限拉力状态时的计算结果
3.4.5 计算结果分析
第四章 锚碇结构设计参数研究
4.1 关于粘结力c的研究
4.1.1 计算模型
4.1.2 计算结果
4.1.3 结果分析
4.2 关于倾角α的研究
4.2.1 计算模型
4.2.2 计算结果
4.2.3 结果分析
4.3 关于锚碇轴向长度L的研究
4.3.1 计算模型
4.3.2 计算结果
4.3.3 结果分析
4.4 关于锚碇放大角γ的研究
4.4.1 计算模型
4.3.2 计算结果
4.4.3 结果分析
4.5 拟和辅助设计的经验公式
4.5.1 岩层中抗拔桩基础的设计计算
4.5.2 当放大角为90°时，数值计算结果与经验公式比较
4.5.3 当放大角γ改变时，主缆拉力的经验公式
第五章 锚碇原位模型试验
5.1 试验场地选址
5.1.1 选址原则
5.1.2 地址选定
5.2 原位模型试验
5.3 原位模型试验结果
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
发布时间: 2005-08-16
参考文献
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