格型钢板桩结构有限元数值分析

以有限元软件ABAQUS作为分析平台,建立波浪荷载作用下格型钢板桩结构稳定性及应力分析的三维弹塑性有限元分析模型。格型钢板桩采用壳体单元模拟,在相邻板桩之间设置铰接连接器模拟板桩之间的相对转动;土体采用Mohr-Coulomb本构模型模拟,在格型钢板桩与其内、外土体之间设置接触面单元模拟它们之间的滑移、张裂和闭合。结合某实际工程,研究结构的破坏模式、失稳特性和应力分布特性,分析参数变化对结构稳定性和环向拉力的影响,并对格内土体的剪切变形进行分析,建议格型钢板桩锁口拉力的验算断面。结果表明,铰接连接器的设置对于结构稳定性影响不大,但对环向拉力有一定影响;格内土体的剪切变形主要发生在格体中轴处,符合太沙基法结论。

考虑软基不排水强度循环弱化的格型钢板桩防波堤动力有限元分析

波浪循环荷载通过堤身和砂质土置换层传递给软土地基,在软土地基中产生循环动应力,使软黏土发生不排水强度弱化现象,严重影响格型钢板桩防波堤承载性能。结合工程算例,基于动力有限元法建立考虑软土循环弱化效应的格型钢板桩防波堤三维弹塑性动力分析模型,对软土地基在循环荷载作用下最大孔压增长规律以及不排水强度弱化特性进行研究。建立格型钢板桩-软土地基系统动力稳定性分析方法,对格型钢板桩-软土地基系统的破坏模式、稳定性以及沉降变形特性进行分析。结果表明:最大孔隙水压力主要分布在格体周围软土层,主、副格仓底部及部分桩-土接触部位的不排水强度发生明显弱化。考虑软土地基循环弱化效应时,格型钢板桩-软土地基系统的稳定性安全系数显著降低。建议在实际工程中应考虑软土地基循环弱化效应对格型钢板桩防波堤稳定性的影响。

格型钢板桩与复合地基组合式岛壁稳定性研究

结合某海上人工岛工程实例,以有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,建立格型钢板桩岛壁结构稳定性分析的空间弹塑性有限元模型。研究软土地基上格型钢板桩结构的变形与稳定特性,分析当格型体与多种复合地基相组合时对岛壁结构稳定性的影响。结果表明,对格型钢板桩内外土体进行地基加固后,结构稳定性均有不同程度的提高,特别是在岛内即格型体陆侧进行一定宽度高压旋喷桩的处理后,岛壁结构的稳定性大幅度提高,并能有效控制使用期人工岛的沉降量。分析成果对类似工程以及格型钢板桩结构在软土地基上的推广应用有参考意义。

格型钢板桩结构数值建模方法研究

针对格型钢板桩结构的三种建模方法(考虑板桩间铰接特性,用壳体单元模拟板桩的有限元模型;不考虑板桩间铰接特性,用壳体单元模拟板桩的有限元模型;将格体看做一个整体,用实体单元模拟板桩的有限元模型)进行分析,对各种建模方法得出的关于稳定性、破坏模式、格体环向应力、格体内外土体压力的相关结论进行比较,得到适合工程应用的建模方法。结果表明:三种有限元模型中,考虑板桩间铰接特性的壳体单元模型,因其考虑因素全面,是最准确的模型。对于重要工程,应采用考虑板桩间铰接特性的壳体单元模型进行计算。对于一般工程结构,在稳定性分析方面,三种有限元模型都很适用,由于壳体单元模型收敛性较差,建议采用比较成熟的实体单元模型进行简化;对于破坏模式和板桩间环向应力,建议采用不考虑板桩间铰接作用的壳体单元模型进行简化;对于结构背浪侧格型钢板桩结构格体外侧土体最大被动土压力和格内土体压力,采用不考虑板桩间铰接特性的壳体单元模型进行估算。结论对工程数值建模运算具有指导意义。

格型钢板桩结构抗倾覆稳定性与地基承载力的计算方法

详细介绍日本格型钢板桩结构规范中关于抗倾覆稳定性与地基承载力的计算方法 ,该方法概念明确、计算速度快,适用于工程计算。在格型钢板桩结构的抗倾覆稳定性计算中,结合格型钢板桩的几何特性和受力特点,根据转动点位置的不同提出4种典型的受力模型,在地基承载力计算中考虑了地基受偏心倾斜荷载影响的情况。利用编制的计算程序和相关计算软件针对参考文献中的工程案例进行验算,再将该方法应用到某跨海大桥人工岛围堰的结构计算中,进一步验证了该计算方法和计算程序的正确性。

格型钢板桩结构计算方法

针对我国港口与海岸工程建设的需要,详细分析、介绍了不考虑地震荷载作用和考虑地震荷载作用两种情况下日本规范中格型钢板桩结构的计算方法。在抗剪计算中分别对泥面和格体底部进行验算;在稳定性计算中考虑结构几何特性和受力特点,根据转动点位置的不同提出4种不同的受力模型;在地基承载力计算中考虑地基受偏心倾斜荷载的影响;在板厚的计算中考虑了腐蚀的影响。之后针对理论公式按计算流程编写了计算程序,对某跨海工程人工岛围堰工程和其他三个工程的计算验正了计算方法和程序的正确性。与其他方法相比,日本规范法概念明确,计算速度快,适合工程计算,也适用于入土深度比较大的情况。

格型钢板桩在特大型跨海桥梁人工岛中的应用

提出了特大型跨海大桥人工岛格型钢板桩岛壁人工岛的方案,并从结构选型、与隧道的衔接、施工等多个方面论述了在人工岛工程中该种格型钢板桩结构所具备的优势,探讨了该种结构在此类工程中的应用。

冲积黏土对格型钢板桩振沉施工的影响

格型钢板桩在黏土的施工过程中,地质环境和施工工艺的影响因素会因钢板桩锁扣之间的拉力过大而导致施工困难。结合港珠澳大桥香港口岸人工岛项目的格型钢板桩施工进行分析,给出根据项目CPT试验结果进行施工难度分析的量化指标,为类似工程的施工提供借鉴。

主副格不等长的直腹式格型钢板桩海墙数值分析

直腹式格形钢板桩难以避免会出现主副格入土深度不同的情况。依托工程实例,分析了主副格不等长格形结构的受力特性,提出了计算中的重点与难点问题。建立三维数值模型对主副格不等长的直腹式格型钢板桩海墙进行稳定性、变形与受力计算,分析了减小副格入土深度的可行性。结合工程应用提出了一种将主副格不等长的格型钢板桩结构等效为二维模型计算的方法。分析成果对格形钢板桩结构的推广与工程应用具有借鉴意义。

限高条件下格型钢板桩大圆筒现场组拼工艺

港珠澳大桥香港人工岛岛壁采用格型钢板桩大圆筒结构,为了解决施工区域限高、水浅、地质条件差、区域狭小等施工难题,大圆筒主格施工采用了1/4大圆筒预拼、分组振沉工艺,该工艺主要包括基地预拼、水上运输、现场组拼合龙、分组振沉等。通过特殊工装支架、专用起重船、钢板桩弧形吊梁的研制,保证了85只格型钢板桩大圆筒的顺利组拼。实践证明该组拼工艺是成功的,尤其适用于大型起重船不能进入的区域,如水深较浅的潮间带、机场附近的航空限高区域。

大藤峡水利枢纽工程钢板桩格型围堰设计

大藤峡水利枢纽纵向围堰承担一期、二期挡水任务,围堰高度大,参考已建工程技术资料,对钢板桩格型围堰进行结构设计、稳定计算,为以后类似工程作一些尝试。

格形钢板桩抗倾覆稳定性计算新方法

通过对现行主要格型钢板桩抗倾覆稳定性分析方法进行分析研究的基础上,提出了一种新的分析计算方法,即"修正分离法"。假设格内填料的自重不直接参与抗倾,而是通过它对格壁产生侧向土压力和摩擦力来体现其参与抗倾工作的机制和程度,从而对传统的TVA分离法进行修正,给出了更为优化的计算方法。并通过实例计算,与现行5种方法的计算结果进行比较,验证了该计算方法的合理性和实用性。

甘肃刘川工业园黄河取水泵站施工导流设计

基于工程现状及施工导流制约因素,对甘肃刘川工业园黄河取水泵站施工导流建筑物的3个设计方案(钢板桩格型围堰方案、筑岛围堰方案、土石围堰方案)进行经济技术分析,最终选定筑岛围堰方案为最优方案。