单排桩加固海堤设计的安全稳定性评估方法研究

摘要

本文分别采用极限平衡法和有限单元法,对单排桩加固前后海堤的稳定性进行了较为全面的安全评估,提出了单排桩的设计计算方法,为单排桩加固海堤的设计提供了坚实的理论基础.文中首先建立了比较完整的符合工程实际情况的二维计算模型,并运用国外著名的UTEXAS2边坡稳定分析软件对加固前以及加固后的海堤进行了全面的安全评估;以朗肯土压力和极限平衡法为基础,编制了相应的计算程序,计算了单排桩加固海堤的有效插入深度.在二维分析的基础上,建立了三维有限单元法计算模型,模拟了桩前海床冲刷淘空过程,并运用MSC.Marc有限元分析软件对采用桩加固和不采用桩加固海堤进行了全面的安全评估;探讨了以桩顶位移变化曲线设计单排桩的方法,通过分析给出了桩的有效插入深度和布桩的合理位置等.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1问题的提出

1.2海堤稳定性的研究现状

1.2.1稳定性要求

1.2.2分析方法

1.3横向承载桩的研究现状

1.3.1研究现状

1.3.2存在的问题

1.4稳定破坏判定的研究现状

1.5仿真计算模型的建立

1.6本文的主要研究内容

第二章基于极限平衡法的海堤稳定性分析

2.1海堤稳定性设计验算

2.1.1整体稳定计算

2.1.2其他稳定性计算分析

2.2海堤稳定性计算实例

2.2.1抗滑稳定性计算模型的建立

2.2.2现状海堤抗滑稳定性分析

2.2.3采用单排桩加固后海堤抗滑稳定性分析

2.3桩的稳定性设计验算

2.3.1桩的水平承载力

2.3.2桩的抗倾稳定性验算

2.4桩插入深度设计实例计算

2.4.1计算模型的建立

2.4.2桩插入深度设计

2.4.3强度参数的影响

2.5本章小结

第三章基于有限单元法的海堤稳定性分析

3.1有限元法的原理及分析过程

3.1.1基本原理

3.1.2非线性有限元分析方法

3.2 MSC.MARC软件进行非线性分析

3.2.1 MSC.Marc分析过程

3.2.2 MSC.Marc非线性方程组求解方法

3.3土的本构模型

3.3.1弹塑性模型

3.3.2弹性非线性模型

3.4土体有限元分析中其他问题的处理

3.4.1物理力学参数

3.4.2初始应力状态

3.4.3应力历史

3.5单排桩加固海堤仿真模型

3.5.1实体模型的仿真

3.5.2过程仿真——桩前海床冲刷淘空的模拟

3.6本章小结

第四章有限单元法分析单排桩加固海堤的工程实例

4.1工程概况

4.2计算模型的建立

4.3海堤的稳定性分析

4.3.1不采用单排桩加固

4.3.2采用单排桩加固

4.4加固桩的稳定性分析

4.4.1桩的插入深度

4.4.2不同均布荷载的影响

4.4.3加固桩距离海堤布设位置的比较

4.4.4桩的内力

4.5关于参数的讨论

4.6与极限平衡法的比较

4.7本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.1.1极限平衡法

5.1.2有限单元法

5.2展望

参考文献

致谢