航道橋梁往往受到船撞威脅,基樁受到沖擊作用無法完全避免。韌性指標能體現(xiàn)基樁的抗沖擊性能,且其變化可以反映基樁的損傷程度。而實際工程中的基樁大多以鋼護筒部分包裹鋼筋混凝土樁(本文稱之為鋼護筒復合樁)的形式存在。計入鋼護筒影響的基樁沖擊動力響應與韌性研究,亟待開展。為此,在國家自然科學基金《基于韌性耗散模型的橋墩船撞混合樁損傷定量識別研究》(51678264)的資助下,以鋼護筒復合樁為研究對象,對其在沖擊作用下的動力響應與韌性展開深入研究。主要研究內容如下:1、基于經有效驗證的鋼護筒復合樁數(shù)值模型,研究了鋼護筒對基樁沖擊動力響應的影響。結果表明鋼護筒可以提高基樁沖擊作用下的承載能力與剛度,同時會造成基樁損傷破壞形態(tài)的改變。并對鋼護筒與其內鋼筋混凝土樁的共同作用機理進行了分析。最后比較了不同土體剛度、不同沖擊質量和不同沖擊速度對基樁沖擊動力響應的影響。2、開展了不同鋼護筒尺度參數(shù)的對比研究,指出鋼護筒入土深度對基樁的沖擊動力響應有很大影響,而鋼護筒壁厚和鋼-混切向界面條件則影響有限,同時指出鋼護筒與核心混凝土在沖擊作用下的相互作用主要通過二者界面間的法向作用力實現(xiàn)。并基于對比結果提出了工程實踐中鋼護筒參數(shù)的推薦值。此外,針對該推薦值關于土體剛度和沖擊能量的敏感性進行了分析。結果表明對于不同土體剛度和沖擊能量,該推薦值具有普適性。3、通過鋼護筒復合樁的能量響應分析,得到了鋼護筒對基樁韌性耗散過程的影響,歸納了鋼護筒復合樁在沖擊作用下的韌性耗散規(guī)律;并在此基礎上,提出了基于韌性的基樁抗沖擊性能表達參數(shù)和基于韌性劣化的基樁損傷程度表達參數(shù)。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U443.15
【部分圖文】：

1 緒論1.1 研究背景基樁作為橋梁重要的下部結構，保證了承臺、橋墩以及上部結構的安全，而基樁除了承受著上部結構傳遞下來的豎向靜荷載之外，也會承受由于船舶、漂浮物撞擊、地震作用等產生的橫向動荷載。尤其處于航道中的橋梁，其一方面必然會對通航船舶的行駛產生影響，同時又不可避免的受到船舶撞擊的威脅，而船撞橋梁事故的發(fā)生，無論對船舶還是橋梁結構而言，都會造成巨大的安全隱患。而伴隨著國家交通發(fā)展的需要，我國建立了越來越多的跨江、跨海的大型、特大型橋梁，而航道船舶數(shù)量也與日俱增，船橋矛盾隨之日益凸顯，船撞橋梁事故日益多發(fā)。

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 論 文損失外，受撞橋梁的“殘余”構件也必然由于船撞作用產生一定的損傷，從而對橋梁結構的繼續(xù)使用產生安全隱患。而在船撞事故中，無論船舶撞擊于橋梁的主梁、橋墩、承臺或是直接撞擊于基樁上，都必然對基樁造成一定的損傷。如何有效的識別基樁的損傷，是工程界面臨的重要課題。其中，基于結構（材料）韌性變化來深入研究損傷行為，是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ膿p傷定量診斷手段。而深入探討基樁的韌性性能及其在沖擊作用下的韌性耗散規(guī)律，構建損傷與韌性耗散的聯(lián)系，是實現(xiàn)基于韌性的基樁損傷識別的前提。

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 論 文損失外，受撞橋梁的“殘余”構件也必然由于船撞作用產生一定的損傷，從而對橋梁結構的繼續(xù)使用產生安全隱患。而在船撞事故中，無論船舶撞擊于橋梁的主梁、橋墩、承臺或是直接撞擊于基樁上，都必然對基樁造成一定的損傷。如何有效的識別基樁的損傷，是工程界面臨的重要課題。其中，基于結構（材料）韌性變化來深入研究損傷行為，是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ膿p傷定量診斷手段。而深入探討基樁的韌性性能及其在沖擊作用下的韌性耗散規(guī)律，構建損傷與韌性耗散的聯(lián)系，是實現(xiàn)基于韌性的基樁損傷識別的前提。

【參考文獻】

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本文編號：2810891