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大直径圆筒结构土压力研究

瞿小莉  
【摘要】: 大直径圆筒结构是一种新型的码头结构型式,因具有结构简单、材料用量省、受力条件好以及施工速度快、造价低、耐久性好等优点越来越受到工程界的重视。土压力是其所受主要荷载之一,筒体结构与土体之间作用机理十分复杂,有关计算理论还不够成熟,限制了该结构型式的广泛应用。 本文在以往研究成果和实践经验的基础上,利用大型通用有限元软件ANSYS中的三维刚—柔性接触单元模拟筒体与土之间的相互作用,将圆筒—地基—回填土作为一个整体系统考虑,建立有限元数值分析模型,力求为大圆筒结构问题的研究提供一条有益的思路。主要工作与结论如下: 1.总结现有大圆筒码头结构土压力计算的理论公式,并针对其中部分公式的应用条件提出建议。 2.以天津大学一试验模型为原型,通过应用大型有限元软件ANSYS对大直径圆筒结构进行建模和计算。并把计算结果与现有理论公式结果和试验结果对比,验证了利用大型通用有限元软件ANSYS中的三维刚—柔性接触面单元模拟筒体与土的接相互作用的可靠性。 3.参照实际工程中大圆筒码头结构的构造和受荷情况,建立较大的有限元模型,得到较大模型大圆筒码头结构筒内、筒后和筒前土压力的数值和分布情况,并对现有的部分土压力理论提出建议。 4.对影响大圆筒码头结构土压力的各种可能因素进行一系列的计算和分析,根据计算和分析结果,得到对大圆筒码头结构抗倾和抗滑有利的因素。


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