新型桶式基础防波堤单桶桶壁土压力数值分析-水利水运工程学报.pdf

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新型桶式基础防波堤单桶桶壁土压力数值分析-水利水运工程学报

第5期 水 利 水 运 工 程 学 报 No.5   2016年10月 HYDRO⁃SCIENCE AND ENGINEERING Oct. 2016 - DOI:10.16198/ j.cnki.1009 640X.2016.05.006 - 蔡正银,杨立功,关云飞,等. 新型桶式基础防波堤单桶桶壁土压力数值分析[J]. 水利水运工程学报,2016(5):39 46. (CAI Zheng⁃yin,YANG Li⁃gong, GUAN Yun⁃fei,et al. Numerical analysis of soil pressure on single bucket wall of new bucket - foundation breakwater[J]. Hydro⁃Science and Engineering,2016(5):39 46.) 新型桶式基础防波堤单桶桶壁土压力数值分析 1 1,2 1 1 蔡正银 , 杨立功 , 关云飞 , 黄英豪 (1. 南京水利科学研究院, 江苏 南京  210029;2. 同济大学 地下建筑与工程系, 上海 200092) 摘要:对于软土地基上的新型桶式基础防波堤,其稳定性分析的关键是桶壁土压力分析。 根据实际工程,通过 数值模拟,分析了不同荷载水平、不同荷载作用点高度、不同土质状况下桶壁土压力的分布规律。 分析发现,不 同情况下的软土地基新型桶式基础防波堤,桶壁土压力分布区域可分为海侧圆弧端主动土压力区、两侧直壁端 静止土压力区及陆侧圆弧端被动土压力区。 经与理论计算的Rankine 主动、被动土压力和静止土压力的对比分 析发现,海侧主动区的土压力与陆侧被动区土压力分别介于主动土压力与静止土压力、静止土压力与被动土压 力之间,两侧直壁端的桶壁土压力与静止土压力比较接近。 在两端圆弧段,桶壁土压力沿深度分段线性分布, 且单宽桶壁土压力合力与荷载水平呈线性关系。 当荷载作用点的高度发生变化时,桶壁土压力的分布规律相 类似。 基于桶壁土压力的分布形式,提出了桶壁土压力的简化计算方法,为计算桶体稳定性带来方便。 关  键  词:新型桶式基础防波堤;桶壁土压力;分段线性;数值分析 + - - - 中图分类号:U6562 4    文献标志码:A    文章编号:1009 640X(2016)05 0039 08 随着我国港口建设的发展,传统防波堤结构在大型、新型港口建设中的应用受到不同程度的制约。 为 此,无底、下部带9个隔舱的近椭圆形薄壁桶体、上部为薄壁双圆筒组合的新型桶式基础防波堤开始使用于 港口工程中。 这种防波堤先在岸上预制,然后直接浮运下沉至海底地基土中,不需要加固地基土体,其稳定 性完全通过海底土体的嵌固作用来维持,也就是靠其自重、桶壁与土体的协同工作来抵抗外力作用。 因此, 分析这种桶式结构桶壁土压力分布规律,是分析其稳定性的关键。 [1] 土压力理论是岩土领域研究的一个重要内容,G. W. Clough等 首次采用有限元法研究挡土墙上的土 - [2 6] 压力,之后许多国内外学者 也相继采用有限元法

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