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大型沉箱码头地基液化变形分析及加固措施研究
| 论文题名： | 大型沉箱码头地基液化变形分析及加固措施研究 |
| 关键词： | 大型沉箱码头地基;液化变形;地震响应;孔隙水压力;侧向流动变形;碎石桩技术 |
| 摘要： | 随着经济全球化的快速推进和国际进出口贸易量的迅猛提高，港口码头作为连接国家和区域之间的纽带和桥梁，扮演着日益重要的角色。沉箱码头由于其良好的整体性，较强的抗震性能，以及水下工作量少等优点在沿海地基较好区域得到广泛应用。近些年来，在世界范围内大震强震频发，对沿海地区港口工程造成重大破坏，给国家和人民带来了惨痛的记忆和严重的经济损失，而基于地基液化而引起的港口码头破坏已成为港口结构地震破坏的主要原因。因此，对港口结构地基液化特性和液化破坏机理探索，以及液化地基抗震加固处理措施研究是近些年码头结构抗震稳定性分析的重点。本文以阪神大地震中的神户港码头为背景，运用FLAC3D有限差分数值模拟软件对其进行非线性动力分析。主要工作如下: (1)对饱和砂土液化评价、分析方法和挤密碎石桩加固液化地基机理方面进行归纳和总结，并对国内外关于沉箱码头抗震研究发展概况进行了回顾，总结了沉箱码头抗震研究重点和未来研究趋势。 (2)基于FLAC3D中的动孔压上升模式-By(rn)e模型，考虑了结构-土-水的相互作用影响，对沉箱码头进行三维非线性有效应力分析，模拟了地震作用下沉箱地基土层的动力特性。探讨沉箱液化破坏的机理，确定了抗震加固的薄弱环节。通过对箱底土层和沉箱右侧地基加速度反应和傅氏频谱图分析，发现水平向和竖向地震波在传播过程中存在差异，而且在不同场地条件下，水平向和竖向地震波反应也有所不同。通过对置换砂土单独液化，回填砂土单独液化和二者都发生液化三种工况进行对比，定量分析在不同位置液化对沉箱稳定的影响程度。在此基础上，模拟了单考虑地震惯性力条件下沉箱的变形情况，指出超孔隙水压力对沉箱稳定性影响极大，同时对沉箱码头抗震设计和抗震加固提供一些建议。 (3)在第二章对加速度反应分析基础上，较为深入的研究了在沉箱自由场地条件下，分别针对不同强度，不同维数地震波以及不同地下水位作用下水平向和竖向加速度反应情况。研究发现考虑竖向地震波和不考虑竖向地震波作用下，土层加速度反应有所不同，指出现行结构抗震设计过程中对竖向加速度作用处理方式可能与实际情况存在差异。 (4)采用FLAC3D中的实体桩单元，分别在沉箱底部置换砂土，沉箱前趾回填砂土以及箱后回填砂土进行挤密碎石桩地基处理，从沉箱的残余变形、地基液化区域和孔隙水压力三个方面评价地基加固效果。 |
| 作者： | 杜政 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 喻泽红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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