多层地基下板桩墙计算方法与有限元分析研究

摘要

板桩码头是一种重要的码头结构形式，板桩墙结构计算是板桩码头计算中一个极为重要的内容。本文主要研究多层地基下板桩墙的受力分析和位移。
　　 在多层地基下板桩墙内力的计算中，《港口工程桩基规范》建议采用地基系数换算法，此法的缺点是计算误差大，因此有必要对多层地基下板桩墙内力的计算进行研究。本文主要研究地基系数换算法、幂级数解析法在多层地基下的板桩墙内力计算中的应用，以及板桩码头的ANSYS有限元分析。
　　 地基系数换算法分为按地基系数面积换算法和按桩身挠曲曲线加权换算法。在多层地基下板桩墙的内力计算中，我国现行规范建议采用按地基系数面积换算法。按地基系数面积换算法忽略了桩身挠曲变形对地基抗力的影响，计算误差大；而按桩身挠曲曲线加权换算法虽然计算精度较高但手工计算繁琐。为此本人根据这两种方法的计算原理编制了计算程序。
　　 本文研究了基于m法的幂级数解析法和基于p-y，曲线法的幂级数解析法的在板桩墙计算中的应用，并编制了相应的FORTRAN计算程序。利用本文编制的相应程序对板桩墙内力进行了分析以及不同方法比较，得到了有益于工程应用的结论。
　　 本文利用ANSYS有限元软件对板桩码头进行了三维实体模拟，对板桩码头的板桩、拉杆、锚定墙与土之间的相互作用进行了分析研究。通过ANSYS有限元软件，得到了板桩码头各构件的位移、剪力、等效应力等。ANSYS计算结果为板桩码头的结构设计校核提供了可靠的参考数据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1论文的研究背景

1.2国内外研究概况及发展趋势

1.3本文主要内容

2基于m法多层地基下板桩墙的计算方法

2.1 m法

2.1.1基本假定

2.1.2地基系数

2.2板桩墙内力计算

2.3板桩墙的入土深度

2.4基于m法计算板桩墙内力步骤

2.5计算多层地基下板桩墙的计算方法

3基于地基系数换算法的板桩墙内力计算

3.1 按地基比例系数面积换算法

3.2按桩身挠曲曲线加权换算法

3.3基于地基系数换算法的板桩墙入土段内力分析

3.3.1 算例资料

3.3.2计算结果及分析

3.3.3结论

4基于幂级数解析法的板桩墙内力计算

4.1基于幂级数解析法的板桩墙内力计算原理

4.1.1各土层的计算土抗力图式

4.1.2各段桩身的矩阵方程式

4.1.3矩阵变换

4.2幂级数解析法的两种计算方法

4.2.1幂级数解析法计算原理

4.2.2基于m法的幂级数解析法

4.2.3基于p-y曲线法的幂级数解析法

4.3基于幂级数解析法的板桩墙入土段内力分析

4.3.1 算例

4.3.2计算结果及分析

4.3.3结论

5板桩码头的ANSYS有限元分析

5.1有限元法分析简介

5.2本文使用的主要软件和方法

5.2.1本文使用的软件介绍

5.2.2 ANSYS主要分析流程

5.3建模原则和过程

5.3.1非线性基本理论

5.3.2土体的Drucker-Prager模型

5.3.3 网格划分与材料设置

5.3.4接触分析

5.3.5加载与求解

5.4板桩码头ANSYS有限元分析

5.4.1 板桩码头ANSYS有限元模型图

5.4.2板桩码头有限元分析结果

5.4.3结果分析

5.4.4结论

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢