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加筋土结构及其在港口工程中的应用

李新国  
【摘要】:随着我国对外贸易的快速增长,迫切需要一种适应性强、造价合理、施工简便的码头结构形式作为传统码头结构形式的补充,本文就是针对这一问题提出加筋土码头结构形式。 土压力是作用于码头结构上的主要荷载,论文建立了传统重力式码头(挡土墙)和加筋土码头(加筋挡土墙)的简化计算模型和有限元分析模型,对传统重力式码头(挡土墙)的土压力和加筋土码头(加筋挡土墙)结构的筋材拉力分别进行了简化计算和有限元模拟,并做了比较。 论文首先研究了挡土墙的简化计算模型。取挡土墙滑动楔体在水平方向上的一个微分段,利用微分单元体在水平、竖直两个方向力的平衡条件和微分单元体的力矩平衡条件建立相关方程。在利用这一模型计算一般重力式挡土墙时给出了土侧压力系数的计算公式,并建立了相应的土压力分布、土压力合力和土压力合力作用点高度的理论公式。在对加筋挡土墙的分析中,论文中引进了筋材拉力作用方向同水平方向的夹角α和筋材拉力系数K,建立了α、K、滑动破裂角θ和填土内摩擦角Φ的关系式。 论文还利用有限元方法分析了一般重力式挡土墙和包裹式加筋挡土墙,对一般重力式挡土墙的分析中验证了挡土墙土压力的曲线分布,将简化方法与有限元方法进行了比较验证;对包裹式加筋挡土墙分析了其稳定性特征,并对简化方法进行比较验证,计算中还发现筋材的强度特征、土体强度因素、加筋长度和加筋方法对筋材拉力和墙体外侧位移有较强影响。 论文最后将加筋挡土墙的设计计算方法引用到码头结构中,提出了加筋土码头结构的设计方法。在此基础上,选取工程实例进行设计分析。并利用加筋土码头结构的设计结果和传统码头结构的设计结果的造价作一比较,得出加筋土码头结构的经济优越性结果。


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