軟土地基上新型防波堤結構的穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著港口規(guī)模的擴大，新建的防波堤工程離岸越來越遠，波浪條件變得更加惡劣，地基多為軟黏土。傳統(tǒng)重力式防波堤已不適用于軟土地基，半圓型防波堤、大圓筒防波堤和箱筒型基礎防波堤是適用于軟土地基的新型防波堤。然而，新型防波堤的設計理論遠落后于工程實踐，尤其是箱筒型基礎防波堤，其在波浪荷載作用下的承載機理、破壞模式尚不明確，在使用期的穩(wěn)定性分析方法尚無規(guī)范或標準可循。另外，考慮軟基循環(huán)弱化效應時新型防波堤結構的穩(wěn)定性計算方法尚需完善。為此，本文結合

2、實際工程，對軟基上新型防波堤的穩(wěn)定性分析開展了一系列的研究工作，主要內容和結論如下：
　　 1.建立了箱筒型基礎新型防波堤穩(wěn)定性分析的三維彈塑性有限元模型，建議了四種結構穩(wěn)定性判別標準，通過分析極限狀態(tài)下結構位移場的分布，得出這種新型防波堤的失穩(wěn)模式為繞基礎筒底以下某點發(fā)生轉動失穩(wěn)。研究了箱筒型基礎防波堤結構上的土壓力分布性狀，根據箱筒型基礎防波堤的位移模式，將土壓力分為主動、被動和靜止3個區(qū)域，建議了不同區(qū)域土壓力的簡化計算方

3、法。
　　 2.在大型通用有限元軟件ABAQUS平臺上，通過二次開發(fā)，將軟黏土的循環(huán)強度與D-P屈服準則相結合，基于擬靜力分析建立了波浪循環(huán)作用下考慮軟土地基弱化效應的大型海岸建筑物的穩(wěn)定性計算模型；在相關動三軸試驗數(shù)據的基礎上整理出了天津港軟黏土的循環(huán)強度曲線。
　　 3.在有限元方法計算得出的箱筒型基礎防波堤極限狀態(tài)下結構運動模式的基礎上，并考慮箱筒型基礎防波堤的空間幾何特性、受力特點、極限狀態(tài)轉動點的位置等因素，建

4、立了箱筒型基礎防波堤穩(wěn)定性計算的極限平衡法，通過與有限元結果對比，相互驗證了正確性，與有限元法相比，極限平衡法計算速度快。
　　 4.為便于工程設計人員應用，在有限元法和極限平衡法的基礎上，建立了基于重力式結構穩(wěn)定性驗算模式的箱筒型基礎防波堤抗傾穩(wěn)定性分析簡化模型。此模型不但簡單，而且具有很高的精度；同時建立了抗滑穩(wěn)定性簡化計算模型；結合箱筒型基礎防波堤的空間幾何特性和受力特點，根據經典地基承載力理論建立了箱筒型基礎防波堤豎向承