灌注桩—地连墙组合码头结构抗震性能有限元分析

论文摘要

传统高桩码头结构形式由于斜拉桩的存在,桩土间在地震作用下会产生“负摩擦”作用,进而影响码头的整体稳定性。本文研究对象是一座处于地震活跃区域的灌注桩—地连墙组合码头,针对灌注桩—地连墙组合码头抗震性能展开研究,主要包含以下几方面的工作:1、综述了码头结构的主要特点和抗震性能,对一种新型码头——灌注桩-地连墙组合码头结构形式进行了具体分析。2、利用大型有限元分析软件进行了地震反应数值模拟。包括计算模型的选取、模型的建立,考虑土-结构相互作用的边界条件的确定,结构阻尼的确定,地震波的选取。运用PLAXIS有限元软件确定了土的等效弹簧刚度。运用ANSYS对码头进行地震时程响应分析。研究码头结构在水平方向不同地震作用输入下结构的动力响应。通过地震反应分析,对码头结构的抗震安全性进行了评价。结果表明,此码头可以抵御0.2g的地震动,但局部构件需做加强处理。3、研究了地下连续墙不同参数对码头结构抗震性能的影响。提出了影响地下连续墙性能的三个参数:有无地下连续墙、地下连续墙墙体厚度以及地下连续墙墙体的入土深度,从这三方面进行了不同参数的码头结构计算模型的建立,并对其进行相应的地震反应分析,对比地震反应分析结果,找到了地下连续墙参数对码头结构整体抗震性能的影响规律。结果表明,地连墙对抗震性能具有较大的贡献,基于本文的模型,建议其入土深度最好在8-25m之间,同时要考虑土压力的作用而加强桩墙连接处的强度。4、最后,通过数值模拟研究,提出了在强地震动作用下灌注桩—地连墙组合码头的抗震加固建议:在地震反应分析中,横梁与纵梁、地下连续墙与桩体之间的接触强度不足,应对其进行加固,以避免该区域产生位移突变和应力集中现象。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 2 码头结构有限元模型的建立
• 2.1 灌注桩—地连墙组合码头介绍
• 2.2 利用ANSYS 建立码头结构三维有限元模型
• 2.2.1 ANSYS 有限元计算软件介绍
• 2.2.2 ANSYS 有限元模型的建立
• 2.3 码头结构考虑桩—土相互作用下边界条件的处理方法
• 2.3.1 利用PLAXIS 确定码头边界条件
• 2.3.2 分析结果比较
• 2.4 本章小结
• 3 灌注桩-地连墙组合码头地震反应分析
• 3.1 模态分析
• 3.1.1 模态分析
• 3.1.2 模态分析结果
• 3.2 地震反应分析
• 3.2.1 地震反应分析方法
• 3.2.2 地震波的选取
• 3.2.3 结构求解分析
• 3.2.4 顺岸向码头结构的动力响应
• 3.2.5 垂直于岸向结构的动力响应
• 3.2.6 地震作用下的结果比较
• 3.3 本章小结
• 4 地连墙各参数对结构抗震性能影响
• 4.1 引言
• 4.2 有无地连墙墙体对码头性能的影响
• 4.2.1 模态比较
• 4.2.2 地震反应分析结果时程对比
• 4.3 不同地连墙厚度对码头整体性能的影响
• 4.3.1 模态分析
• 4.3.2 地震反应分析
• 4.4 地连墙不同入土深度对码头整体性能的影响
• 4.4.1 模态分析
• 4.4.2 地震反应分析对比
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文
• 附录