本文關(guān)鍵詞： 沉入式大圓筒碼頭 有限元強(qiáng)度折減法 有限元位移控制法 簡化計算方法　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：沉入式大圓筒碼頭是一種新型的港口、海岸工程建筑物結(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)型式的結(jié)構(gòu)，它并不需要很強(qiáng)的持力層，特別適用于軟土地基，而且造價低、工期短，更能滿足現(xiàn)如今高速發(fā)展的港口與海岸工程建設(shè)事業(yè)的高要求，擁有廣闊的應(yīng)用前景。然而，因為該新型結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理較為復(fù)雜，當(dāng)前仍缺乏可以被普遍認(rèn)可和應(yīng)用的理論體系和計算方法，尤其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析成為其應(yīng)用與推廣的關(guān)鍵問題。 針對上述問題，本文采用有限元數(shù)值分析模型開展了針對沉入式大圓筒碼頭穩(wěn)定性分析方法的研究工作，主要完成的工作包括了以下幾方面內(nèi)容： 1）建立沉入式大圓筒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的有限元強(qiáng)度折減法，為解決大圓筒碼頭承載復(fù)雜、不便分析的難題，將常用于邊坡穩(wěn)定問題研究的有限元強(qiáng)度折減法應(yīng)用于沉入式大圓筒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析中。依據(jù)強(qiáng)度折減法的基本原理，建立三維彈塑性有限元分析模型，經(jīng)過相應(yīng)的穩(wěn)定性分析步驟，確定結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性安全系數(shù)，并通過某防波堤工程算例，將該方法的計算結(jié)果與現(xiàn)有比較成熟的有限元加載系數(shù)法進(jìn)行對比，驗證了該方法的正確性與可行性。 2）采用有限元強(qiáng)度折減法，研究了沉入式大圓筒碼頭的失穩(wěn)破壞模式及土壓力分布性狀，據(jù)此提出了圓筒結(jié)構(gòu)的土壓力簡化計算方法；分析了沉入式大圓筒碼頭的穩(wěn)定性影響因素以及該結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)破壞模式。 3）建立沉入式大圓筒碼頭穩(wěn)定性分析的有限元位移控制法，為求解大圓筒碼頭的極限承載力并避免有限元極值求解的不穩(wěn)定性，采用有限元位移控制法分析大圓筒碼頭的穩(wěn)定性。通過引入荷載合力作用點的位移增量反求荷載增量，直至達(dá)到極限狀態(tài)，確定結(jié)構(gòu)的極限承載力。分析極限狀況下的結(jié)構(gòu)受力特性，建立以極限承載力為主要因素的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性安全系數(shù)計算方法。 4）在有限元強(qiáng)度折減法的分析基礎(chǔ)上，，建立了沉入式大圓筒碼頭抗傾穩(wěn)定性分析的簡化計算方法，并對比強(qiáng)度折減法的計算結(jié)果，驗證了該簡化算法的正確性。
[Abstract]:The submerged large - cylinder wharf is a new type of port and coastal engineering structure . Compared with the traditional structure , it does not need a strong holding layer , which is especially suitable for soft soil foundation , and has low cost and short construction period . It can meet the high demands of the port and coastal engineering construction cause of high - speed development . However , because the working mechanism of the new structure is more complex , there is still lack of theoretical system and calculation method which can be universally accepted and applied . Especially , the stability analysis of the structure becomes the key problem of its application and popularization . In view of the above problems , this paper adopts the finite element numerical analysis model to carry out the research work for the stability analysis method of the submerged large - cylinder wharf . The main tasks include the following aspects : Based on the basic principle of strength reduction , a three - dimensional elastic - plastic finite element analysis model is established . According to the basic principle of strength reduction and subtraction , a three - dimensional elastic - plastic finite element analysis model is established , the stability safety factor of the structure is determined according to the corresponding stability analysis step , and the calculation result of the method is compared with the existing finite element loading coefficient method , and the correctness and feasibility of the method are verified . 2 ) Finite element strength reduction method is used to study the unstable failure mode and the soil pressure distribution characters of the submerged large - cylinder wharf , and the simplified calculation method of soil pressure of the cylindrical structure is proposed . The stability influence factors of the submerged large - cylinder wharf and the overall instability failure mode of the structure are analyzed . 3 ) The finite element displacement control method for the stability analysis of the submerged large - cylinder wharf is established . In order to solve the problem of the ultimate bearing capacity of the large - cylinder wharf and avoid the instability of the finite element extreme value solution , the stability of the large - cylinder wharf is analyzed by the finite element displacement control method . The ultimate bearing capacity of the structure is determined by introducing the displacement increment of the acting point of the load resultant force , and the ultimate bearing capacity of the structure is determined . The structural stability safety factor calculation method with the ultimate bearing capacity as the main factor is established . 4 ) Based on the analysis of finite element strength reduction , a simplified calculation method for the anti - tilt stability analysis of the submerged large - cylinder wharf is established , and the correctness of the simplified algorithm is verified by comparing the calculation results of the strength reduction and subtraction .

【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U656.11

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