沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性计算

在波浪荷载作用下,沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性是其稳定性计算的一个重要部分。假设沉入较深土层的桶式基础防波堤极限状态下的稳定性主要由桶侧土压力、桶侧摩阻力、桶底土反力、桶底摩阻力维持,其工作原理与挡土墙类似。文中假定桶体绕转动中心转动,港侧为被动土压力,海侧为主动土压力,同时假定被动侧桶底土体达到极限状态。由于下桶内部有较多隔墙,假定下桶结构与桶内土体协同变形,即桶与桶内土体看作一个整体。基于上述假设,通过解析的方式,推导了桶壁土压力及摩阻力、桶底土反力及摩阻力的表达式,建立了沉入式桶式基础防波堤满足抗倾覆稳定性要求的三维计算方法。通过数值分析与离心机试验对比,验证了本文抗倾覆稳定性计算方法的可靠性。     

采用拟静力法的新型桶式基础防波堤结构稳定性分析

三维情况下,桶体稳定性是一个复杂的空间结构与土相互作用的问题。结合工程实例,建立了三维新型桶式基础防波堤有限元模型,对其稳定性进行分析。从而,动力作用下桶体结构位移与目前静力计算的结果相差较大,针对这个问题,分析提出等效拟静力法,通过与动力作用后相等的孔压等效成与之对应的静荷载,然后计算桶体位移。该方法的关键是找出桶体前端底部土体孔压与静荷载之间的关系,同时找出此处土体孔压与动荷载之间的关系,从而建立静荷载与动荷载之间的关系。经数值模拟与试验对比,结果证明所提的等效拟静力法比较合理。在模拟与分析原型桶体基础上,进一步分析了不同尺度及不同荷载作用点高度时,桶体前端底部土体孔压与静荷载之间的近似直线关系。     

新型桶式基础防波堤单桶桶壁土压力数值分析

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。     

桶式基础气压模型试验和有限元分析

桶式基础结构是一种适用于软土地基的新型海工结构。为保证结构的可靠性,已对桶式基础使用期的承载力、稳定性和水动力特性进行了大量试验研究,但施工阶段的性状并未得到足够关注。为此制作了1∶8的小比尺模型并进行室内试验,研究设计规定的正压和负压下结构模型的内力、变形和气密性,获取了测点应变-加载时间的关系曲线。采用通用有限元软件ABAQUS对模型进行了弹性有限元分析并与试验结果比较。研究表明,桶式基础模型能承受设计规定的正压力和负压力,模型混凝土和钢筋应变变化规律与加压规律大体相符;弹性有限元分析结果与试验结果基本吻合。     

新型桶式驳岸基础结构施工及运营期数值模拟分析研究

某港口驳岸工程为了适应复杂的地质和水文条件,采用新型桶式基础结构,该型水工结构由1个基础桶体和2个上部圆筒体组成。桶体下沉安装施工完成后,对桶体后侧一定范围内的淤泥土进行砂桩加固,同时在上方吹填淤泥至设计标高。本文采用PLAXIS有限元软件对桶式基础结构进行二维数值模拟分析,其中桶体简化后采用板单元模拟。基于流固耦合的算法分别对桶体施工期与运营期内的位移和滑动稳定性情况进行了分析,得出在复杂地质水文条件下,该型水工结构与周围土体相互作用的变形规律。计算结果表明,上部桶体施工期和运营期的最大水平位移分别为18.2 cm和14.2 cm,下部桶体为16 cm和13 cm。桶体靠港侧的沉降大于靠海侧,差异沉降造成的滑动角度为0.14°。桶体水平位移和滑动角度均随着运营荷载的增加而增大。     

负压桶基础沉贯试验研究与分析

作为新型基础,负压桶基础具有较好的技术经济性。针对负压桶施工关键控制指标土塞隆起率的控制,通过开展粉质黏土中的负压桶沉贯模型试验,研究不同负压加载模式对施工效率及土塞隆起率的影响。试验加载负压均位于DNV规范方法获得的所需负压和临界负压之间。相同贯入深度条件下,消散模式施加的负压值大于持荷模式,且较大单级荷载下的负压消散模式在保持一定施工效率的同时,对土塞隆起率的控制效果较优。理论分析表明,深度变化率越大内侧摩阻力越大,土塞越难以形成,并从超孔隙水压力结果解释了负压消散模式下的土塞隆起率降低机理。土压力分析结果表明:负压消散模式下桶内土体对桶壁的有效应力高于负压保持加载模式,前者的侧摩阻力也更大。     

桶长对吸力桶基础承载特性影响的数值模拟研究

以某海域海上风电工程导管架吸力桶基础为研究对象,采用ABAQUS有限元数值模拟软件,开展不同桶长吸力桶基础的承载特性研究.结果表明,吸力桶基础水平与竖直承载力均随桶长增加而增加;水平荷载下,吸力桶基础顶部土体产生与荷载同向位移,底部土体则出现相反位移,吸力桶基础的破坏模式为旋转破坏;竖直荷载下,吸力桶底土体形成勺形破坏...     

海上风电吸力桶导管架基础施工技术研究

以大连庄河海上风电项目为例,开展了对海上风电吸力桶导管架基础施工工艺、沉贯安装关键技术及施工过程中的监测内容、监测方法及精度控制等深入研究,提出了对测量精度、质量检验与验收的要求与注意事项.解决了海上风电吸力桶导管架基础施工诸多技术问题,可供类似工程借鉴.     

倾斜基底护岸结构稳定性分析

结合JTJ300—2000《港口及航道护岸工程设计与施工规范》中推荐的抗滑、抗倾稳定计算方法,考虑倾斜基底对护岸结构稳定性影响以及内河航道船形波等荷载作用效应,对不同倾斜基底护岸进行了受力分析,建立了基于分项系数法的倾斜基底护岸稳定性表达式。算例表明,内倾基底护岸结构有利于提高结构的抗滑稳定性。     

西大洋水库溢洪道脚手架结构稳定性分析

西大洋水库溢洪道重建工程中搭设了10条栈桥式钢管脚手架,对脚手架承受的恒荷载和施工荷载及风荷载进行了分析,对立杆稳定性,横向水平杆、纵向水平杆抗弯强度及挠度进行了分析验算,并对以后搭设类似脚手架提出了建议.     

海岛结构环氧砂浆抗冲磨性能试验研究

以往研究表明，采用海岛结构环氧增韧技术可以提高环氧砂浆的断裂韧性和抗冲磨强度。本文通过正交试验，对不同增韧剂掺量和不同砂胶比环氧砂浆的力学强度和抗冲磨强度进行了试验研究。试验结果表明，当增韧剂掺量小于80％时，环氧砂浆的力学强度和抗冲磨强度均随增韧剂掺量的增大有较大提高；当砂胶比大于700％时，环氧砂浆的力学强度和抗冲磨强度均明显下降。试验还表明，环氧砂浆的抗拉强度和抗冲磨强度正相关。     

LNG项目取水结构波压力物理模型试验

对某液化天然气(LNG)接收站取水结构采用1∶36.5比尺进行了多种水位(100年一遇高水位,50年一遇高水位,设计高水位,设计低水位和50年一遇低水位)与不规则波组合作用下的波浪物理模型试验.试验过程中测量了取水口戽头及第1节方涵的波压力,分析了取水量对波压力的影响以及不同水位条件下取水口戽头及第1节方涵波压力的变化规律.取水条件按照一期取水量(27 600 m3/h)、二期取水量(55 200 m3/h)与不取水3种工况考虑.试验结果表明,随着水位的降低,各点测得的波压力呈现出明显的增大趋势;不同取水量条件下,各点测得的波压力相差不大,最大相差幅度为5%～8%.     

光纤传感检测技术在水工结构模型试验研究中的应用

在水工结构模型试验中，应用光纤传感检测技术检测结构随机裂缝，在国际上已经受到高度重视并开始开发应用。四川沙牌碾压混凝土拱坝整体结构模型随机裂缝检测的光纤传感试验表明，光纤传感碾压混凝土拱坝整体结构模型随机裂缝获得成功，捕捉到了开裂荷载及开裂位置，处理涂敷层后的单模光纤对开裂比较敏感，光纤的铺设工艺是一个重要技术环节，需要进行深入研究。     

基于流固耦合的风力机叶片结构稳定性分析

针对叶片在气动载荷下出现局部屈曲现象,建立了大型复合材料风力机叶片有限元壳体模型,主要研究了叶片结构在流场作用下的稳定性。基于流固耦合方法,借助CFD软件计算得到叶片表面的分布压力,将计算结果导入到叶片结构计算的有限元壳体模型,以此为载荷对叶片进行了屈曲分析。以1.5MW复合材料风力机叶片为例的计算结果表明:复合材料抗压性能较抗拉性能弱,叶片背风面受到压缩载荷,局部屈曲主要出现在叶片背风面,叶根向叶中发展的后缘区位于几何突变区,结构设计较为薄弱,需增加该区域铺层材料的厚度。     

边坡筋锚三维网柔性防护结构的稳定性分析

针对降雨时边坡筋锚三维网柔性防护结构可能沿坡面滑动失稳的问题,基于极限平衡理论,考虑雨水击溅和坡面水流冲刷作用,建立了降雨条件下边坡筋锚三维网柔性防护结构的稳定性分析模型,并进行了实例分析,探讨了边坡倾角、降雨强度、防护结构层厚度、锚钉间距、锚钉锚固长度对防护结构稳定性的影响。结果表明:与无降雨相比,降雨条件下边坡筋锚三维网柔性防护结构受到的下滑力增大,抗滑力减小,防护结构的稳定性明显降低;在相同的防护结构设计参数下,防护结构的稳定性随边坡倾角增加而减小,当坡面形成径流后,降雨强度对防护结构稳定性的影响比较小;在相同的边坡条件下,防护结构的稳定性系数随锚钉间距、结构层厚度的增大而减小,随锚钉锚固长度的增加而增大;锚钉间距和锚固长度对防护结构稳定性的影响最显著,锚钉间距可通过建立的模型合理确定,锚固长度不宜小于0.5 m。     

当静冰压力很大时坝体土工膜防渗结构的稳定分析

寒冷地区坝体土工膜防渗结构的稳定分析必须考虑冰推力，通过分析得出当冰推力很大时的抗滑稳定安全系数的表达式，可供设计人员参考。图3幅，表1个。     

坝坡复合土工膜防渗体的抗滑稳定分析

在土石坝坝体防渗中,土工膜有时作为一种防渗材料铺设在坝体的上游坡中,以保护坝体的安全运行。在试验基础之上,分析坝体垫层料与复合土工膜的剪切特性,并结合一座建在深厚覆盖层上的复合土工膜防渗土石坝,采用FLAC3D对坝体复合土工膜防渗体进行抗滑稳定性分析,在分析中考虑坝体孔隙水压力和坝体垫层料与复合土工膜的剪切特性对复合土工膜防渗体抗滑稳定性的影响。研究表明:在现有可能不利条件下,该坝体复合土工膜防渗体的抗滑稳定性均在合理可控范围之内,大坝结构安全能够满足要求。