箱筒型基础软土地基承载力研究

论文摘要

软土由于具有含水量高、压缩性大、抗剪强度低等特点,使得在其上修建建筑物时承载力往往得不到满足。对此,可从结构自身出发,充分利用土体与结构物的相互作用,进而达到改善整体稳定性的目的。本文针对软土地区的箱筒型基础,采用Hardening-Soil模型,对其承载力进行研究。本文首先对试验实测沉降曲线与有限元模拟的沉降曲线进行对比分析,进而得出Plaxis中的Hardening-Soil模型能够合理的模拟箱筒型结构在软土地基上的作用,并计算出极限承载力。其次,对单层土体进行研究。土体采用广泛分布于我国近海地区的软土,它除了一般软土性质外还具有随着深度增加,粘聚力增大而内摩擦角几乎为零的性质。通过三维有限元程序研究了不同结构形式、结构尺寸以及土体参数对箱筒型基础极限承载力的影响。并得出了方形结构、圆形结构和条型结构的极限承载力修正公式。此外,还对箱筒型结构在单层土体上的破坏模型进行了分析。然后,在单层土体的研究基础上对多层土体进行了分析。主要探讨了极限承载力随结构尺寸、土体参数以及土层厚度变化的规律。并得出在设计状况下波浪荷载造成的侧壁土体软化对总的承载力和结构的稳定性影响较小。最后,利用有限元对天津港防波堤延伸工程中的箱筒型防波堤以及张东进海路井场工程中的箱涵进海路进行承载力验算,研究表明其承载力都符合要求,并得出相应的抗力分项系数。此外,对于筒型基础重力式码头的承载力也做了一定的分析。综上所述,本文主要对箱筒型基础在软土地基上的承载力问题进行了研究,所得成果对于箱筒型基础结构的推广应用具有重要意义,并可为该类型结构的设计以及承载力核算提供一定的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 软土的工程性质
• 1.2 地基极限承载力研究概况
• 1.3 课题研究背景及意义
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 软土地基极限承载力概述
• 2.1 土体破坏形式简介
• 2.2 传统极限承载力公式在软土地基中的应用
• 2.3 港口规范中对软土地基承载力的规定
• 第三章 有限元理论以及土体本构模型
• 3.1 引言
• 3.2 土工有限元软件PLAXIS简介
• 3.3 Hardening soil 模型相关理论
• 3.4 小结
• 第四章 模型试验
• 4.1 试验
• 4.2 试验结果分析
• 4.3 小结
• 第五章 单层土体极限承载力研究
• 5.1 概述
• 5.2 方形结构极限承载力
• 5.3 圆形结构极限承载力
• 5.4 条形结构极限承载力
• 5.5 土体破坏模式分析
• 5.6 小结
• 第六章 多层土体极限承载力研究
• 6.1 概述
• 6.2 结构尺寸对极限承载力的影响
• 6.3 土体参数对极限承载力的影响
• 6.4 土层厚度对极限承载力的影响
• 6.5 小结
• 第七章 工程应用
• 7.1 天津港防波堤延伸工程
• 7.2 张东进海路人工井场工程
• 7.3 筒型基础重力式码头
• 7.4 小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢