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基于建造过程的锚碇沉井土体反力分布特征研究
| 论文题名： | 基于建造过程的锚碇沉井土体反力分布特征研究 |
| 关键词： | 深水大跨径悬索桥梁;建造过程;锚碇沉井;土体反力;分布特征 |
| 摘要： | 随着近年来我国深水大跨径悬索桥梁工程的蓬勃发展，沉井作为常见的悬索桥锚碇形式得以广泛应用。作为一种深埋大尺寸的重力式基础，在主缆锚拉力和自重荷载共同作用下沉井基础的侧壁和基底土反力分布特征既受前期动态下沉过程的影响，也受到下沉就位后封底、填仓等一系列建造过程的影响，其准确表征及计算具有重要意义。 本文依托南京仙新路过江通道北锚碇沉井项目，通过理论分析、有限元计算和现场监测等手段，考虑建造过程中各工况的影响，探讨下沉到位后锚碇沉井侧壁和基底土体反力分布特征，主要研究内容和主要结论如下： （1）引入库仑摩擦定律来描述基底土体的摩擦作用，假定沉井变位模式为平动加转动，将各建造过程简化为等效荷载，基于静力平衡和接触面位移协调方程，推导出基底无滑移和有滑移两种情况下沉井侧壁和基底土体反力分布计算公式以及基础各点的变位、转角公式、基底滑移临界荷载计算公式。将本文方法与规范给出的刚性沉井基础的水平位移及作用效应计算方法进行对比，验证了本文方法的工程适用性。 （2）根据依托工程建立足尺有限元模型，通过激活/钝化网格单元模拟建造过程，发现m法并不能准确描述沉井侧壁土反力沿深度的分布特征，侧壁土反力随各建造过程的变化主要由沉井的倾斜变位引起；基底土体反力分布受封底这一建造环节的影响最为明显——封底前沉井可简化为局部弹性地基深梁，封底后可简化为刚性箱型基础。 （3）统计分析仙新路北锚碇沉井现场监测土反力数据，发现实测侧壁土体反力沿深度分布与有限元计算结果较为接近，由于刃脚处应力松弛区的存在，靠近底部时侧壁土体反力有所减小；前期动态下沉过程对基底土体产生不可预测的扰动，各测点基底土体反力数值差异性较大、无明显规律；受“大锅底”开挖形式的影响，隔墙底土体被扰动弱化、刃脚底土体被压密强化，整体趋势上刃脚底土体反力远大于隔墙底，隔墙主要发挥的是增大沉井整体刚度的构造作用，其底部土体的支承作用有限，与有限元数值计算结果存在差异。 |
| 作者： | 凌旭 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 穆保岗;陶景晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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