基于Copula理论的高桩码头岸坡可靠性分析

高桩码头岸坡稳定性对整体码头结构安全至关重要。为进一步探究高桩码头岸坡土体强度参数相关性及空间变异性对高桩码头岸坡可靠性的影响规律,基于Copula理论考虑岸坡土体参数的联合概率分布特性,采用PLAXIS计算平台建立高桩码头-岸坡体系数值计算模型,进一步通过Python API接口,编译完成了可自动数据交互与求解的外挂子程序SAPW,并实现了高桩码头岸坡体系参数化前处理、样本工况计算和可靠性求解的一体化、全链条可靠性分析框架流程,并在此基础之上结合蒙特卡罗模拟方法,开展了相关数值计算与参数化分析,探讨了黏聚力、内摩擦角变异系数以及二者相关系数对高桩码头岸坡可靠性的影响规律。结果表明:在高桩码头设计与分析中,忽略土体参数相关性和空间变异性会高估岸坡失效概率,进而导致相关可靠度分析偏于保守,在高桩码头岸坡可靠度分析中宜采用多种Copula函数进行综合考虑。

考虑参数空间变异性的高桩码头-岸坡体系可靠性分析

为进一步发展高桩码头-岸坡体系结构可靠性分析方法,基于KL-Copula互相关随机场模拟方法,综合考虑了岸坡土体参数空间变异性与其相关结构及大小的影响,提出一种岸坡-高桩码头体系互相关随机场模拟与可靠性求解数值实施流程,并基于PLAXIS计算程序平台,编写了高桩码头-岸坡体系互相关随机场模拟与可靠性分析外挂求解程序KLCPRP。在此基础上,进一步结合非侵入式随机分析方法进行相关算例分析,探讨不同岸坡强度参数Copula函数结构对互相关随机场模拟和高桩码头结构可靠性求解的影响规律。计算分析结果表明:不同Copula函数结构所对应模拟样本的线性相关系数、秩相关系数均存在一定差异性;对于有限实验数据情况,Gaussian Copula函数结构会导致随机场计算结果偏于保守;所提出的KL-Copula模拟随机场数值实施流程及对应外挂求解程序KLCPRP具有良好的精度和有效性,可为高桩码头-岸坡相互作用体系的相关工程设计及安全评价提供理论参考。

长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形实测与数值模拟

长期服役高桩码头的侧向变形会导致桩顶变位,进而影响桩帽与横梁之间的连接,使得码头的工程安全处于危险状态。依托天津港某长期服役码头,开展结构位移和地基深层土体水平位移长期监测,在监测结果的基础上开展数值模拟分析,研究长期服役高桩码头岸坡-结构体系在蠕变影响下土体水平位移、沉降以及桩身水平位移、沉降等相应规律,并且研究岸坡后方不同填土厚度对岸坡-结构体系侧向变形的影响。结果表明,土体蠕变是长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形的一个重要影响因素,土体的蠕变变形主要集中于后方堆场沉降和坡面表层淤泥质黏土的竖向位移。岸坡土体的蠕变速率随时间增大而减小。桩身的竖向位移从桩顶到桩底不断减小;码头结构的受力最不利位置处于桩顶附近,各排架桩基在水平位移方面差异明显,越靠内侧越大。随着填土厚度不断增大,岸坡-结构体系侧向变形不断增大。

淤积条件下码头桩基-岸坡体系受力变形分析

沿海港口码头常受淤积影响,导致岸坡土体发生位移,进而威胁码头结构安全。结合具体工程建立了码头桩基-淤积岸坡相互作用有限元模型,以内力组合值判定桩基塑性变形状态,与码头桩基开裂轴线实际位置基本相符,验证了建模合理性。在此基础上,建立了桩-土相互作用简化模型,研究了淤积过程中桩基内力变化及桩-土体系位移演化趋势,分析了工程地质和码头结构方面因素对桩-土体系受力变形特征的影响规律。结果表明,岸坡淤积条件下,码头下方坡体水平位移及后方坡体竖向沉降较为明显;随着淤积土层厚度持续增加,岸坡稳定系数逐渐降低,而水平位移与竖向沉降逐渐增大,且变形量与淤积厚度呈线性关系。淤积过程中,各轴桩基水平位移沿纵向呈现相同变化趋势,而桩身弯矩分布则表现为3种不同模式;土体压缩模量对桩体位移和岸坡变形的影响最为显著,不同位置下影响桩顶弯矩变化的主导因素各异(或为压缩模量或为桩径),而淤积速度对桩-土体系受力变形状态的影响最小。本研究有助于完善岸坡淤积条件下桩-土相互作用理论体系,为工程实践中淤积码头的结构设计和日常维护提供理论支持。

码头护岸边坡填筑体加筋参数优化研究

随着码头护岸边坡的发展,填筑体加筋参数优化研究对提升边坡稳定性越来越重要。通过对边坡填筑体加筋的室内模型试验与数值分析,探讨了加筋参数对边坡稳定性的影响,得出了加筋参数综合优化组合。研究结果表明:加筋对土体位移有约束作用,埋置深度对土体位移影响最大,过大的竖向土压力会造成土工格栅的侧向变形大,甚至破坏。土工格栅埋置比固定后,土体下沉量和加固深度趋于稳定,为防止格栅位移过大导致破坏,应选择较小间距。对加筋参数的优化可以有效地提高码头护岸边坡的稳定性,减少工程风险。

基于Geo-slope软件的码头陆域顺层岩质高边坡分级加固计算

针对山区河流码头陆域开挖形成高30~50 m顺层岩质边坡的加固处理问题,根据加固设计方案中格构锚索和抗滑桩的排间距,采用Geo-slope软件,在摩根斯坦-普拉斯法的基础上,建立顺层岩质高边坡加固计算模型,计算多组不同排间距不同工况下的边坡稳定安全系数,从而选定经济安全的边坡加固组合方案。结果表明,格构锚索与抗滑桩加固对边坡整体安全系数的影响大小取决于支护结构在整个滑面上产生抗力的大小。

高桩码头岸坡稳定有限元分析

采用有限元强度折减法分析岸坡稳定是目前比较前沿的研究成果,该方法在获得抗力分项系数的同时,可以得到岸坡土体的应力、位移场、塑性区以及桩基对岸坡稳定的影响。对国内某突堤码头建立了有限元模型,土体采用与Mohr-Column准则匹配的Drucker-Prager弹塑性准则,首次利用强度折减有限元法分析了在桩基影响下的成层土岸坡稳定问题,并给出了抗力分项系数、塑性区和位移场,从而为高桩码头岸坡的稳定性计算提供参考依据。

高桩码头-岸坡相互作用有限元数值模拟

高桩码头-岸坡体系的相互作用机理一直是困扰工程界的难题。基于某突堤的现场勘察资料和土体参数,建立了高桩码头与岸坡相互作用的二维平面应变问题和三维空间问题的弹塑性有限元模型,采用与M ohr-Co lum n准则匹配的D rucker-P rager准则作为土的屈服准则,分析了桩基-岸坡体系的变形机理,同时,针对二维和三维情况各种工况组合进行了对比分析,并结合土体参数和现场测斜资料,分析了高桩码头-岸坡体系的变形规律,并指出了影响桩、梁和岸坡体系变形的主要因素,并建议了合理的治理方案。

CDM法加固高桩码头软土岸坡的有限元分析

天津港曾多次发生岸坡变形导致高桩码头构件损伤的工程案例,现有的工程实践表明,CDM基础是加固高桩码头岸坡的有效方法。文章基于ABAQUS建立高桩码头的岸坡-CDM-结构三维有限元模型,分析采用CDM加固岸坡的效果。通过对比加固前后的岸坡土体位移、桩基变形和桩基内力,验证CDM方法加固高桩码头岸坡的有效性。为提高CDM加固高桩码头岸坡的实际应用,对不同CDM加固深度下的加固效果进行研究,结果表明,随CDM加固深度的增加,高桩码头桩帽-横梁处的剪力和弯矩、桩身最大拉应力均先减小后增大,存在最优加固深度。

天津港高桩码头岸坡变形整治加固技术研究

近几年天津港多个突堤转角处的高桩码头岸坡变形比较明显,导致码头后方承台结构构件出现明显的相对错位、变形等破损情况,严重影响了码头结构物安全。根据最新的研究成果,对岸坡变形的整治方案进行了探索,并用数学模型手段对其加固效果进行了验证。验证结果表明,文章提出的方案对高桩码头岸坡变形加固整治效果明显,改善了码头受力状态。

高桩码头岸坡变形加固技术研究及方案优化

针对软土地区高桩码头的岸坡变形问题,提出MCDM挡土墙、CDM格构式挡土墙、钻孔灌注挡土桩三种加固方案。以有限元软件ABAQUS为分析平台,建立高桩码头与土相互作用的三维弹塑性蠕变有限元模型,对比分析蠕变影响下三种加固方案的码头基桩桩身水平位移、桩身应力以及土体水平位移、沉降等,研究确立MCDM挡土墙为三种加固方案的最优化方案。进一步从MCDM挡土墙施工可行性及经济性进行论证,建议实际工程中采用MCDM挡土墙作为码头岸坡加固方案。

天津港二突堤转角区域码头结构与土体三维有限元分析

近年码头调查发现,天津港多个突堤转角区域的码头结构变形和横向错位情况十分严重,这与以前发现和认识的规律有所不同。文中从这些问题入手,以天津港二突堤为对象,系统地研究了该突堤转角区域码头结构和岸坡相互作用机理和变形特点,并指出突堤转角区域的码头结构受力比较复杂,其变形具有空间变化特点,传统的二维分析和设计方法是不够全面的。

库水位下降条件下码头岸坡稳定性分析

以重庆市纳溪沟改扩建工程岸坡为依托,对接岸结构与码头结构无直接相互作用的情况,采用PLAXIS有限元分析软件分析了库区水位下降条件下码头岸坡稳定性影响因素、重力式挡墙受力变形规律及潜在滑坡失稳破坏机理。结果表明,码头岸坡安全系数随库水位下降呈先减小后增大的变化趋势,不同库水位下降速率会引起不同的码头岸坡最不利水位;岸坡内潜水位下降速率的滞后将产生指向坡外的渗透水压力,码头岸坡安全系数随库水位下降速率的增大而不断减小;库水位下降时重力式挡土墙可能发生绕基座底部朝向岸坡临空面方向的失稳倾覆,墙后回填岩土层可能发生拉裂解体,并沿危险滑面滑移失稳。

基于水岩相互作用的岩石力学性能研究

依托云南省富宁港一期工程,现场采集岩石试样,经过不同次数的干湿循环后作常规三轴压缩试验;对实测岩石力学性能参数进行回归分析,得到泥岩及砂岩在水岩相互作用下力学性能的变化规律;基于岩石弹性模量,应用连续介质损伤力学方法对比分析了泥岩及砂岩的损伤劣化特点;应用Hoek-Brown强度准则对岩石力学参数进行转换得到岩体综合强度参数;通过有限单元法得到不同次数的水岩相互作用下架空斜坡码头性能的变化特点。

三峡库区斜坡式码头靠泊能力评估方法研究

随着三峡库区航运经济的发展,船舶大型化已成为发展趋势。为确保港口安全生产,需要对已建码头的靠泊能力进行评估。现有评估主要采用现状调查和测试的方法得出评估结论,很少涉及评估方法的研究。综合分析影响斜坡式码头靠泊能力的因素,提出靠泊能力评估方法,并结合工程实例,做了详细的技术说明,为正确进行斜坡式码头靠泊能力评估提供了一套可行的方法。

天津港高桩码头岸坡变形规律研究

近几年天津港突堤转角处的高桩码头岸坡变形比较明显,岸坡变形导致了码头后方接岸结构出现明显的错位、变形等破坏情况,严重影响了码头结构安全。通过对转角处岸坡土体以及接岸结构变形的原型观测,探求岸坡变形规律及主导因素。

高桩码头岸坡变形对岸坡稳定性影响分析

根据对天津港高桩码头岸坡现状的调查 ,利用REAME程序分析了泥沙淤积对码头岸坡整体稳定性的影响。

基于弹性悬链线理论的斜坡式码头趸船系留设施受力计算方法

随着三峡枢纽的建成运行,重庆地区码头作业水文条件的改变以及船舶的大型化对斜坡式码头趸船系留设施提出了更高的要求。为确保港口安全生产,消除趸船现有系留设施存在的安全隐患,提出了一种考虑锚链和缆绳的弹性、悬链线的几何特征以及躺底段和贴岸段影响的多根不同方向锚链和缆绳共同作用的斜坡式码头趸船系留设施受力计算方法。结合工程实例,运用Matlab编程计算,计算结果符合经验规律,并与Optimoor软件计算结果吻合,验证了该方法的实用性和可靠性。

外高桥顺岸桩基码头泥沙回淤及分析

顺岸式桩基码头前沿会发生较为严重的泥沙淤积.以长江口外高桥港区码头为例,根据现场实测水深资料,并结合物理模型试验及数学模型计算的结果,分析建码头后影响码头前沿泥沙回淤的因素.桩基的阻水作用,减小了码头前沿的水流速度,是码头回淤的主要原因.

岸坡对库区码头桩基变形影响分析

在库区桩基码头中,岸坡变形的影响几乎是无法避免的。为此,采用FLAC3D有限差分软件对库区岸坡与码头桩基变形做了比较详尽的分析。分析中根据实际工程情况选择基于有限差分法的莫尔库仑屈服准则,并且对桩与土的相互作用进行了模拟,其中码头桩基采用具有良好力学特性的pile结构单元;根据库区桩基码头的现场观测结果,对重庆市涪陵港区黄旗码头的桩基变形进行了分析,并且对其进行了数值模拟。最后将数值分析结果与现场观测结果进行比较分析,初步找出了库区码头桩基出现较大变形的原因;数值分析的结果比较准确地预测出了施工完成后桩基的大变形,为下一步桩基防护措施的选取和使用提供了参考依据。