沉箱碼頭地震破壞及地基加固的非線(xiàn)性數(shù)值分析.pdf

1、作為一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，地震災(zāi)害往往造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。我國(guó)是地震多發(fā)國(guó)家，因此，加強(qiáng)抗震分析與設(shè)計(jì)對(duì)保護(hù)國(guó)家基本設(shè)施和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有十分重要的意義。近年來(lái)隨著改革開(kāi)放和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，沿海地區(qū)的碼頭及港口建設(shè)數(shù)量日益增多，地基以及回填土的動(dòng)力穩(wěn)定性是近海和海岸工程建筑物過(guò)程中必須考慮的重要問(wèn)題之一。地震作用下，引起土體的孔隙水壓力和有效應(yīng)力的變化，使近海和海岸工程的地基產(chǎn)生液化，導(dǎo)致碼頭港口的破壞。因此對(duì)于港口碼頭

2、液化地基的處理，將地震對(duì)于港口碼頭等生命線(xiàn)的破壞損失盡可能的降低，是巖土工程近些年來(lái)研究的熱點(diǎn)。 本文基于Biot兩相飽和多孔介質(zhì)動(dòng)力耦合理論，采用FE—FD耦合的數(shù)值分析方法計(jì)算模擬地震荷載作用下大型沉箱碼頭岸壁的動(dòng)力反應(yīng)分析。在數(shù)值分析過(guò)程中，采用u—p形式的動(dòng)力固結(jié)方程和循環(huán)彈塑性本構(gòu)關(guān)系，采用Newmark—β逐步積分法求解時(shí)域內(nèi)動(dòng)力方程。揭示液化以及沉箱破壞的機(jī)理。 首先模擬研究采用無(wú)厚度接觸單元對(duì)沉箱沉降的影

3、響，在建立的模型中，沉箱與土的接觸面設(shè)置接觸單元，進(jìn)行非線(xiàn)性數(shù)值分析。并討論沉箱參數(shù)、地基土參數(shù)以及接觸單元的參數(shù)變化對(duì)于沉箱沉降的影響，得到采用無(wú)厚度接觸單元一些參數(shù)的變化對(duì)于沉箱碼頭沉降的影響。 隨后，沉箱與土的接觸面采用無(wú)厚度接觸單元，對(duì)沉箱碼頭在地震作用下的進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析，模擬地震作用下地基置換砂以及回填土液化導(dǎo)致沉箱碼頭岸壁失穩(wěn)的過(guò)程，探討沉箱碼頭岸壁失穩(wěn)的破壞機(jī)理。針對(duì)液化破壞，采用碎石樁進(jìn)行置換砂的地基加固處理，