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地连墙式板桩结构地震动力响应规律研究
| 论文题名： | 地连墙式板桩结构地震动力响应规律研究 |
| 关键词： | 板桩码头;板桩结构;地震作用;动力响应 |
| 摘要： | 板桩码头具有结构简单、工期短、造价省，耐久性和对局部超载适应性好等特点，被广泛应用于沿海和内河地区。由于板桩码头处于海、河岸坡地段，其受力机理比较复杂，目前板桩码头的计算理论和方法至今仍处于不完全成熟的阶段，国内外关于板桩结构的研究多处于静力状态，对在地震动荷载作用下板桩结构的动力响应特性研究较少。近年来，世界范围内地震频发，由地震造成的建构筑物破坏、财产损失和人员伤亡等报导时有发生，这也引起了人们的重视。相对于建筑桥梁等结构物，我国港口结构的抗震设计研究处于较为缓慢的状态，因此，对于作为港口三大结构之一的板桩码头，对其进行抗震方面的研究意义重大。本文基于某一地连墙式板桩码头实际工程，采取数值模拟方法，利用非线性有限元软件ABAQUS对该板桩结构展开静动力特性研究，同时引入土体的非线性本构模型，考虑桩土接触非线性特性，建立有限元-无限元相互耦合的合理二维计算模型，主要研究内容如下: (1)系统总结现有板桩结构三类主要理论计算方法，基于某一地连墙式板桩码头实际工程，分别采用有限元软件ABAQUS与PLAXlS2D建模计算，并将结果与规范推荐的竖向弹性地基梁法进行对比，详细分析三种方法之间的异同之处，验证所建有限元模型的合理性与准确性，同时重点考察静力作用下入土深度与前墙刚度两个因素对板桩结构受力的影响。 (2)综合考虑土体非线性和桩土接触的非线性特性，利用无限元来消除地震波反射的影响，建立二维地连墙式板桩结构的合理动力模型，研究单锚板桩结构在地震动荷载作用下的非线性动力响应特性。从前墙弯矩、拉杆拉力、锚碇墙弯矩、前墙加速度及其傅里叶频谱以及水平位移等响应中总结其变化规律，同时，重点考察竖向地震动对结构振动的影响。此外，以前述章节为研究背景，通过建立不同的有限元模型，系统分析结构特征（入土深度、前墙刚度）和场地特性等参数对板桩结构动力响应的影响。 (3)详细总结遮帘式这一新型板桩结构的研究现状及并阐述实用简化计算方法，重点研究该结构类型在地震作用下的动力响应规律，并将计算结果与单锚板桩结构进行对比，验证遮帘桩的遮帘效应。同时，针对地连墙式板桩结构，重点从地基岸坡和水工建筑物两个方面提出相应的抗震加固措施。 |
| 作者： | 唐玉元 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 姜萌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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