港口碼頭工程作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),是國家實(shí)施“一帶一路”倡議的重要支撐工程。然而,“一帶一路”沿線地震帶分布遍及了大多數(shù)重要港口,同時(shí)地基液化是地震作用下造成港口碼頭結(jié)構(gòu)破壞的主要原因之一,因此提高港口碼頭的抗震減災(zāi)、防控液化性能是目前面臨的挑戰(zhàn),而地基加固是有效防控地基液化的主要方法。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)港口碼頭抗震性能分析和地基處理方法做了大量研究工作,但對(duì)港口碼頭的抗震減震措施多從結(jié)構(gòu)層面考慮,通過對(duì)碼頭后方場(chǎng)地進(jìn)行地基處理以探究處理前后碼頭抗震性能差異的系統(tǒng)性研究較少。同時(shí)在港口碼頭地基處理方面,多數(shù)研究工作針對(duì)碎石樁、塑料排水板等常用措施,對(duì)于加筋碎石樁這種新型地基處理方式在高樁碼頭工程中的應(yīng)用未有研究。鑒于此,本文基于有限差分?jǐn)?shù)值計(jì)算方法,以高樁碼頭這一常見的碼頭結(jié)構(gòu)形式為分析對(duì)象,分別利用碎石樁和加筋碎石樁在碼頭后方場(chǎng)地進(jìn)行地基加固,分析評(píng)價(jià)加固后液化場(chǎng)地高樁碼頭的抗震性能。主要工作總結(jié)如下:首先,結(jié)合典型高樁碼頭離心機(jī)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),建立了液化場(chǎng)地高樁碼頭三維數(shù)值模型,得到了地震荷載下高樁碼頭的動(dòng)力響應(yīng),重點(diǎn)研究了數(shù)值模型的網(wǎng)格劃分,材料本構(gòu)模型,邊界條件等計(jì)算參數(shù)取... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國強(qiáng)震及地震帶分布

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-一[5]。因此加強(qiáng)港口碼頭的抗震減災(zāi)、防控液化性能是目前面臨的挑戰(zhàn)，也是建設(shè)“一帶一路”所必需關(guān)注的問題。圖1-2“一帶一路”沿線地震帶分布[6]“一帶一路”重大戰(zhàn)略的推進(jìn)要求進(jìn)一步加強(qiáng)港口工程的建設(shè)工作，港口工程抗震性能便是其中重要的一環(huán)，從歷年發(fā)生的地震中，幾乎所有的港口碼頭破壞都與地基液化有關(guān)[7]。而港口碼頭地基處理是抗震減災(zāi)、防控液化的重要措施，在目前港口碼頭地基處理中常用的方法有復(fù)合地基法、換填法、深層水泥土拌和法、排水和化學(xué)固結(jié)方法等[8]。其中復(fù)合地基處理中常用的是利用碎石樁對(duì)地基進(jìn)行加固，碎石樁因其加固成本較低，加固效果較好，從而被應(yīng)用到軟弱地基和可液化場(chǎng)地的地基處理中，特別是在港口工程中應(yīng)用較多[9]。但當(dāng)碎石樁應(yīng)用于松軟砂土場(chǎng)地時(shí)，低強(qiáng)度的樁周土無法給碎石樁提供足夠的約束，地震荷載下，碎石材料會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)向變形容易發(fā)生斷裂，進(jìn)而降低復(fù)合地基的承載力，同時(shí)周圍土顆粒極容易進(jìn)入碎石樁中填充碎石孔隙從而降低碎石樁的排水效果，進(jìn)而影響其抗液化性能。在1985年，VanImpel[10]提出了加筋碎石樁概念，就是采用擁有比較高抗拉強(qiáng)度的土工格柵、土工織物等土工合成材料包裹碎石樁，這樣可以最大程度上發(fā)揮土工合成材料的抗拉性能，可以對(duì)樁體中的碎石材料提供充足的側(cè)向約束，大幅度提高了復(fù)合地基承載力，同時(shí)土工材料的存在并不會(huì)影響復(fù)合地基排水性能，還能保證在地震荷載下樁體的整體性從而保證良好的排水通道。高樁碼頭作為主要的港口建筑物是一種常見的能承受很大荷載的碼頭形式，其上方一般為樁臺(tái)或承臺(tái)，下方由樁基支撐，碼頭與岸坡之間還會(huì)設(shè)置接岸構(gòu)件。上部結(jié)構(gòu)與樁基連接構(gòu)成碼頭整體，可以直接承受作用在上部結(jié)構(gòu)?

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-13-a)均勻楔形體單元b)標(biāo)準(zhǔn)六面體單元圖2-4FLAC3D網(wǎng)格單元圖2-5離心機(jī)試驗(yàn)原型數(shù)值模型2.3.2邊界條件FLAC3D軟件在計(jì)算的不同階段（靜力計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算）需設(shè)置不同的邊界條件，同時(shí)由于碼頭結(jié)構(gòu)涉及到流固耦合問題，需考慮流體邊界以達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)算的目的，下面就這三種情況分別對(duì)模型的邊界條件進(jìn)行介紹。2.3.2.1靜力邊界條件在靜力計(jì)算階段，需約束模型左右兩側(cè)（x方向）和前后兩側(cè)（y方向）邊界節(jié)點(diǎn)的水平位移，在模型底部約束其水平及豎向（z方向）位移，模型頂部為自由邊界，然后讓土體在自重應(yīng)力下達(dá)到第一次的計(jì)算平衡。2.3.2.2動(dòng)力邊界條件在動(dòng)力分析階段，動(dòng)力荷載到達(dá)邊界時(shí)會(huì)受到模型靜力邊界條件的影響，z0z1z2z3z4z5z0z1z2z3z4z5z6z7


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