高擋土板樁墻真實工作性態(tài)研究


1.74萬字 44頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)


摘 要
擋土板樁墻是碼頭、船閘、水閘等工程中一種重要的擋土結(jié)構(gòu)形式，目前在南水北調(diào)工程、淮河入海隧道和沿江（海）地區(qū)被廣泛采用。它不僅具有擋土和防滲等臨時維護功能，而且可以用作永久承重基礎結(jié)構(gòu)，特別適用于土基。目前板樁墻規(guī)范主要推薦平面二維算法。但是在實際工程中高擋土板樁墻結(jié)構(gòu)開挖過程中的變形受到很多因素的影響，例如土壓力、水的滲流、樁土之間的相互作用等，這些因素可以概括為時間效應和空間效應，簡化的二維計算方法難以全面考慮影響板樁墻受力的各種因素，也不能反映板樁墻結(jié)構(gòu)的真實工作性狀。通過三維有限元模擬能綜合考慮各因素影響，揭示板樁墻的受力和變形特性，對板樁墻的設計與優(yōu)化具有很好的指導作用。但是目前對于三維算法，尤其是高擋土板樁墻（泥面位移超過1cm）的真實工作性態(tài)研究非常缺乏。
基于ABAQUS平臺建立了地連墻板樁結(jié)構(gòu)整體分析的有限元模型，研究中利用ABAQUS的用戶子程序功能開發(fā)了相應的鄧肯-張材料本構(gòu)模型模擬土體填筑和開挖過程中的應力-應變特性，并通過室內(nèi)三軸試驗獲得了現(xiàn)場取樣土體的鄧肯-張模型參數(shù)，采用硬接觸本構(gòu)模型模擬地連墻與土體之間的相互作用。研究得出了地連墻、錨碇樁的變形性態(tài)以及拉桿在施工期不同階段的內(nèi)力狀態(tài)。本文主要研究內(nèi)容以下：
(1).采用數(shù)值計算方法，主要是利用有限元分析軟件ABAQUS，對于泰州引江河二期工程船閘，全面考慮了地連墻結(jié)構(gòu)-地基土-拉桿-錨碇的相互作用，選取典型閘室建立了三維模型。
(2).研究中，土體采用鄧肯-張模型參數(shù)，樁土接觸面采用硬接觸模型，通過數(shù)值計算分析處理板樁墻結(jié)構(gòu)施不同工階段的拉桿內(nèi)力、關鍵部位（樁基，地連墻）變形的變化，準確揭示了高擋土板樁墻的真實工作性態(tài)。



關鍵詞：有限元；板樁墻；錨碇樁；硬接觸；ABAQUS