井筒式地下连续墙桥梁基础的静力承载性能研究和动力响应分析

摘要

井筒式地下连续墙基础具有承载能力强、抗横向荷载能力强、施工方便等诸多优点，作为一种新型的桥梁基础形式，随着各项试验和模拟研究的开展，其相对于其他基础形式的优势及良好的经济效益也日渐显现。本文利用数值模拟的方法对井筒式地下连续墙桥梁基础静力荷载下的承载性状以及地震荷载下抵抗地基液化的能力进行了探究。主要内容和结论如下: (1)论述了地下连续墙的发展、分类和其在桥梁基础中的应用状况，并总结了关于地基液化的研究历程。 (2)利用FLAC3D软件对井筒式地连墙基础进行了静力承载性能分析，并着重对其纵向荷载下承载性状进行了研究。 (3)探究了土体物理力学性质:粘聚力、内摩擦角、剪切模量、密度和体积模量等对井筒地连墙基础的承载性能的影响程度。结果表明:土质越好，墙体的承载力越大，而墙体增大到一定尺寸（墙深达26m或墙宽达7m）后，继续增大尺寸并不能增强其承载能力。 (4)首次用FLAC3D对井筒式地下连续墙基础在地震荷载作用下的动力响应进行了模拟分析。得出结论，井筒式地下连续墙基础对土芯土有一定的保护作用，能够阻断砂土的液化趋势;基础墙体的横向刚度，能够满足抵抗地震横向作用的要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究的意义

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 地下连续墙研究现状

1．2．2 地基液化研究现状

1．3 本文的主要内容和目的

1．4 本文的技术路线和研究方法

1．5 小结

第二章 井筒式地下连续墙桥梁基础的概述

2．1 井筒地连墙的特征

2．1．1 地下连续墙和地下连续墙基础的定义

2．1．2 地下连续墙基础的分类

2．1．3 井筒式地下连续墙桥梁基础的设计

2．1．4 适用于井筒式地下连续墙桥梁基础的相关构造规定

2．2 井筒式地连墙的优缺点及与其他基础形式的比较

2．3 井筒式地连墙在桥梁基础中的应用

2．3．1 井筒式地连墙基础在悬索桥锚碇基础中的应用

2．3．2 井筒式地下连续墙基础用作桥梁基础

2．4 小结

第三章 井筒式地下连续墙桥梁基础的数值模拟研究

3．1 FLAC3D程序简介

3．2 FLAC3D的收敛标准

3．2．1 静力收敛标准

3．2．2．动力时间步设置

3．3 数值模型的建立

3．3．1 基本假定

3．3．2 计算范围

3．3．3 几何模型尺寸

3．3．4 极限荷载的确定

3．3．5 接触面的设立

3．4 小结

第四章 井筒式地下连续墙桥梁基础的静力承载特性

4．1 初始模型计算

4．1．1 模型建立

4．1．2 初始地应力场的生成

4．2 竖向极限荷载

4．3 竖向荷载下改变墙体参数对墙体沉降量的影响

4．3．1 墙深的影响

4．3．2 墙宽的影响

4．4 竖向荷载下改变土体参数对墙体沉降量的影响

4．4．1 体积模量的影响

4．4．2 剪切模量的影响

4．4．3 内摩擦角的影响

4．4．4 密度的影响

4．5 小结

第五章 井筒式地下连续墙桥梁基础地基液化数值分析

5．1 地基液化概述

5．1．1 液化的定义和原因

5．1．2 液化的影响因素和常见的液化土类别

5．1．3 地基液化危害类型和特点

5．2 井筒地连墙在地震荷载作用下的完全非线性动力耦合分析

5．2．1 网格尺寸的设置

5．2．2 输入载荷的校正

5．2．3 动孔压模型与土体的液化

5．2．4 边界条件的设置

5．2．5 局部阻尼

5．2．5 完全非线性动力耦合分析步骤

5．3 井筒地连墙桥梁基础在地震荷载作用下的完全非线性动力分析过程和分析结果

5．3．1 分析步骤

5．3．2 土体和墙体参数

5．3．3 模型相关信息

5．3．4 初始应力生成及塑性模型

5．3．5 施加孔压

5．3．6 加载地震动

5．4 小结

结论和展望

1 结论

2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况