船舶撞击力作用下单桩动力响应分析

摘要

跨河流、海湾修建桥梁,是为通达陆路交通.但对于水上船舶来说,桥梁却是人工障碍物.统计数字显示,世界范围内,每年都发生数起严重的船-桥相撞事件.船舶撞击桥梁可能导致桥梁和船舶的损伤,交通中断或受阻,甚至人员伤亡和环境及社会等更大方面的影响.桩基础是桥梁中大量出现的基础.因此,研究桩在船舶拦击力荷载作用下的动力反应问题有着重要的理论价值和现实意义.该文在分析船舶撞击力荷载作用下桩的动力反应过程中首次采用桩土相互作用的动力地基模型(Novak模型),充分考虑了桩土相互作用对单桩反应的影响,从而克服了传统分析中对桩土作用考虑不足的缺点.应用Matlab编制了船舶撞击力荷载作用下单桩动力反应程序,结合实际工程给出了理论计算值,并与规范计算值进行对比,讨论了不同因素对船舶撞击力作用下位移的影响,得出了一此定性结论,对在工程设计中这些参数的选取给出了建议.该文采用有限元软件ANSYS对船舶撞击力作用下单桩的工作性能做了动力非线性分析,并与理论计算值进行了对比,两者结果接近.

目录

文摘

英文文摘

东南大学学位论文独创性声明及东南大学学位论文使用授权声明

第一章绪论

§1.1桥梁中桩基础及本课题研究的意义

§1.2研究现状

§1.2.1船撞力的计算

§1.2.2海工构筑物动力反应的研究方法

§1.3本文所做的主要工作

参考文献

第二章船舶撞击力作用下桩的动力响应

§2.1桩土相互作用的系统特性

§2.1.1 Novak平面应变理论

§2.1.2匀质地基中单桩水平振动方程

§2.1.3层状地基中的单桩分析方法

§2.2撞击力作用下的响应

§2.2.1传递矩阵法

§2.2.2桩的响应计算

§2.2.3系统反应的程序实现

参考文献

第三章算例计算与分析

§3.1地质资料

§3.2船舶撞击力的确定

§3.3算例

§3.3.1算例的输入

§3.3.2算例的静力计算

§3.3.3算例的动力计算

§3.4水平位移影响因素的讨论

§3.4.1桩顶质量的影响

§3.4.2桩的影响

§3.4.3土层性质的影响

§3.4.4船舶撞击力的影响

参考文献

第四章有限元分析

§4.1桩-土共同作用的有限元分析

§4.1.1有限元软件简介

§4.1.2 Drucker-Prager屈服准则及D-P材料

§4.2有限元模型的建立

§4.3有限元计算结果

参考文献

第五章结论与展望

致谢