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原文传递苏丹港实心方块与沉箱重力码头地震响应力学特性研究

论文题名：	苏丹港实心方块与沉箱重力码头地震响应力学特性研究
关键词：	实心方块重力码头;沉箱重力码头;高桩墩梁桥码头;地震动力响应;抗波浪冲击性能
摘要：	苏丹港项目处于珊瑚礁特殊工程地质环境条件下，地处世界红海优良黄金水道，航运异常繁忙，探究苏丹港旧码头问题的基础上，利用我国建设海港、填海码头施工技术建设新码头意义重大。通过研究珊瑚礁地质下的苏丹港的工作性、力学性能、耐久性能，揭示港口在特殊地质条件下抗波浪和地震影响下的稳定性显得十分必要。在认识国内外实心方块与沉箱重力海港码头、板桩和高桩结构码头的适应性，面对一带一路沿线国家港口码头的建设中蓬勃发展，需要进一步研究海港码头抗波浪冲击以及海港码头地震动力响应的力学特性思路。　　通过实心方块与沉箱重力式码头建模有限元数值模拟分析，揭示了实心方块重力式码头稳定性，波浪影响码头稳定性的程度。随着地震时程时间的持续，实心方块重力码头泊位发生变形的网格整体移动特征，揭示了实心方块重力码头地震、抗波浪冲击地震动力响应力学特征，例如总速度云图特征、总加速度云图特征、剪应变矢量分布特征、有效应力矢量特征与对比分析。实心方块重力码头地震、抗波浪冲击地震动力响应力学特征的分析中，破坏区分布特征、地震响应位移、速度和加速度历时特征与实际工程应用对比接近。通过强基沉箱重力式码头地震、强基沉箱重力式码头抗波浪冲击地震动力响应力学特征分析，对比分析了码头的稳定性。结合弱基沉箱重力式码头地震、弱基沉箱重力式码头抗波浪冲击地震动力响应力学特征分析，对比分析了码头的稳定性。经过沉箱重力码头抗波浪地震响应对比分析，研究了新型深水高桩墩梁桥结构码头及其地震响应与抗波浪冲击地震动力响分析。　　以苏丹港新码头工程为例，建立了高桩墩梁桥结构码头的有限元数值模型，得到了地震响应过程力学特性。开展了2D平面应变问题3D排桩单元的模拟方法研究，即进行了2D平面应变问题中的桩结构模拟、3D排桩单元的假定、3D排桩单元的参数和3D排桩-土相互作用研究，进而开展了高桩墩梁桥结构码头实体地震动力响应分析、高桩墩梁桥结构码头桩体地震动力响应分析和高桩墩梁桥结构码头特征点地震动力响应时程特征提供技术支撑，揭示了高桩墩梁桥结构码头地震动力响应特征。进行了高桩墩梁桥结构码头实体地震动力响应分析，高桩墩梁桥结构码头桩体地震动力响应分析，高桩墩梁桥结构码头地震动力矢量场特征。随着地震动力影响时间的持续，总位移、总速度、总加速度矢量场变化，高桩墩梁桥结构码头有着优越的稳定性特点。高桩墩梁桥结构码头作为适应于深水区域的码头，作为一种成熟的结构型式，因处于特殊的珊瑚礁地质下，进一步分析揭示了常规设计方法无法精确计算各种复杂工况条件下的各类码头结构受力变形情况及其地震动力响应力学特性，研究结果为可为工程项目提供思路，也为类似工程提供安全性的参考。
作者：	翟亚雄
专业：	建筑与土木工程
导师：	芮勇勤
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北大学
学位年度：	2019