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插入式圆柱壳墩式结构与土体间的耦合分析
| 论文题名： | 插入式圆柱壳墩式结构与土体间的耦合分析 |
| 关键词： | 墩式圆柱壳结构;柱体坐标系;曲面柱壳单元;等效边界元法;接触面单元;数值模型 |
| 摘要： | 随着世界上海运的发展,外海域=墩式码头结构形式日益受到重视,采用钢筋混凝土 大直径圆筒结构直径插入于地基土体的结构形式是中国目前经济条件下建造深水墩式码头的一种较好的结构型式.研究这种结构形式中结构与土体间相互作用的受力在至破坏机理并对结构进行分析,是当前学术界和工程界亟解决的研究课题.该论文借助于数值分析方法.并为正在制定的此类结构的设计与施工规范提供必要依据与相关参数.对于结构数值分析,该文在深入分析问题并吸取前人研究成果的基础上,首次提出了在柱体坐标体系下进行数值分析的方法,以充分利用边界条件的几何特征.同时建立并推导了在柱体坐标系下插入式大圆柱壳墩式结构的等效边界元数值分析的相关基本方程和求解方法,并提出了一种新的接触面单元以模拟结构和土体间不同材料的耦合关系.论文首先对该研究课题相关各专题的发展及研究现状进行了回顾与总结.首次提出和建立了柱体坐标系下的曲面柱壳单元有限元模型,以及在柱坐标系下的边界元法基本方程和柱坐标系下无域与半无限域基本解.根据该文提出的曲面柱壳单元(圆柱壳结构)和边界单元(土体块单元),进而确立了柱体坐标系下一种耦合数值求解模型--等效边界元法数值模型,从而大大提高了求解效率和精度.为了解决结构与土体两种不同材料的相互作用问题,该文还深入研究了各种接触面单元,针对应用于结构和土体接触问题中的现有接触面单元的种种缺陷与不足,结合该课题的特点进行了修正,从而的出了一种新的接触面单元模型.该文在编程过程中,采用了面向对象编程方法和数据库技术编制了所有相关数值分析程序.最后该文还借助于原型观测实验的实测资料研究了圆柱壳结构在下沉施工过程中结构与土体的相互作用关系并验证了数值模型的合理性. |
| 作者： | 孙克俐 |
| 专业： | 港口工程 |
| 导师： | 周锡Reng |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 1999 |
| 正文语种： | 中文 |
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