[硕士]斜拉板桩码头结构与土相互作用研究.pdf

摘 要 斜拉板桩结构码头因其结构简单并能适用于小场地而在港口、护岸工程中广 泛应用，从上世纪70年代初这一结构型式开始在国内得到运用，但对这一板桩 结构的工作性状长期认识不足，给设计计算理论的改进与完善造成了巨大阻碍。 本文首先回顾了板桩结构码头发展历史，介绍了斜拉板桩码头结构的组成与特 M 点，综述了土压力理论的发展及斜拉板桩码头土压力计算方法的现状，评述了斜 O C 拉板桩码头结构计算方法发展趋势。在此基础上，特别介绍了关于本文的主要研 . 究手段——土工离心模型试验的原理和测试技术。就楔形土体土压力分布和斜拉 G 板桩码头结构的工作性状两大关键难题，设计和开展了两大系列土与结构相互作 N O 用的土工离心模型试验，随后进行了分析研究工作。 L 通过6组土工离心模型试验，研究了楔形土体表面向下倾角为自然休止角和 U 大于自然休止角等情形下的楔形体土压力大小分布变化情况，探讨并提出了楔形 H Z 土体土压力的简化计算方法，从而解决了表面向下倾角陡于自然休止角的楔形土 . 体士压力的计算难题，拓展了库仑主动土压力理论。 W W 通过8组士工离心模型试验，综合考虑了港池开挖深度、斜桩斜度和斜桩间 W 距等因素对斜拉板桩码头工作性状的影响，分析研究了码头结构中前墙、斜桩海 陆两侧土压力的分布与大小，前墙、斜桩的弯矩分布与特征值，斜桩轴力分布与 大小以及码头结构水平变位大小等情况，并比较了这些因素的影响程度，为斜拉 网 板桩结构码头设计计算新理论的建立与验证提供了可靠的典型实例及数据。 龙 最后，就一组典型斜拉板桩码头离心模型所模拟的原型实例(港池丌挖深度 8 m)进行了有限元数值模拟，得出了码头结构 m、斜桩斜度l：1、斜桩间距为3 筑 和地基土体的位移场和应力场；有限元计算结果与试验结果显示了一致的变化规 律，揭示了斜拉板桩码头结构内部受力变形特性和共同作用机制。 关键词：斜拉板桩结构； 离心模型； 楔形土体；土压力；弯矩；位移；有限 元计算 ABSTRACT bulkheadsale usedin asa marine viableand Sheet-pile frequently engineering economicalsolutiontowaterfrontc