库水作用下岸坡地基-桩基-上部结构共同作用系统有限元分析

摘要

三峡工程设计正常高水位175m。库区移民安置大都采取库区后靠式移民,依山就势建设山区城镇,由于库区移民迁建用地的严重不足,只能向滑坡等堆积体要地,只能利用第四纪堆积体,甚至滑坡体作为建设场地。其三峡大坝水位在175-145m之间变动,水库水位变动幅度为30m。库岸边坡作为建筑地基由于受库水作用,产生地基变形导致房屋变形开裂。影响三峡库区人们的生命安全和生产生活。基于地基-桩基-上部结构共同作用分析方法,分析了岸坡地基变形对结构系统变形和受力特性的影响。
　　(1)确定桩、上部结构和岸坡地基土体单元的本构关系及模拟的单元类型,采用接触面法进行桩土界面的模拟。
　　(2)针对库岸分析中特有的流固耦合现象进行讨论,描述了流固耦合的特点。重点介绍了ABAQUS有限元软件计算流固耦合问题的原理和方法。
　　(3)以 ABAQUS有限元软件流固耦合理论为基础,库岸边坡上的框架结构进行了渗流场作用下的变形分析和受力分析。
　　(4)分析比较了不同库水下降速率,不同土体渗透特性,不同摩擦系数及其不同上部结构刚度之间的岸坡桩基与上部结构的变形特性和受力特性。
　　本文研究成果对已有建筑物的安全评价、新建筑物设计及库区移民规划具有一定的参考意义。

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1 绪论

1.1 选题依据和研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的研究目的、内容

2 库岸地基与上部结构及基础的有限元分析基本理论

2.1 上部结构的有限元模拟

2.2 岸坡地基的有限元模拟

2.3 桩有限元分析

2.4 地基与桩基接触模拟

2.5 算例

2.5 本章小结

3 库水位变化条件下岸坡饱和-非饱和流固耦合有限元模拟

3.1渗流计算的基本原理

3.2 流固耦合问题的有限元求解

3.3 本章小结

4 库水位变化条件下岸坡地基与上部结构变形特性分析

4.1 白家包岸坡概况

4.2 库水升降速率对岸坡地基与上部结构变形特性

4.3 土体渗透特性对岸坡地基与上部结构变形特性

4.4 不同桩土摩擦系数岸坡地基与上部结构变形特性

4.5 不同结构刚度岸坡地基与上部结构变形特性

4.6 本章小结

5 库水位变化条件下岸坡地基与上部结构受力特性分析

5.1 库水升降速率对岸坡地基与上部结构受力特性

5.2 土体渗透特性对岸坡地基与上部结构受力特性

5.3 不同桩土摩擦系数岸坡地基与上部结构受力特性

5.4 不同结构刚度岸坡地基与上部结构受力特性

5.5 本章小结

6 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

后 记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著