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土基上船闸坞式结构与周围介质的动力相互作用研究
| 论文题名： | 土基上船闸坞式结构与周围介质的动力相互作用研究 |
| 关键词： | 船闸坞式结构;地震土压力;粘弹性人工边界;振动台模型试验;动力相互作用 |
| 摘要： | 船闸是我国渠化河流上的主要通航建筑物，我国是一个多地震国家，震区分布较广，全国有相当多的船闸建于地震高烈度区。在高烈度震区，船闸主体结构常采用坞式结构，该型式可靠性已在唐山大地震中得到确认，但这类结构与周边介质土、水动力相互作用过程是一个相当复杂的课题，目前尚缺乏深入的研究。 本文采用数值分析与大型振动台模型试验相结合的方法对船闸坞式结构开展研究，其主要工作如下： 深入研究了实现粘弹性人工边界的理论基础以及有限元实现方法，对固定边界及粘弹性人工边界算例进行了计算比较。针对地震速度时程和位移时程存在的基线漂移问题，采用最小二乘法，编制了地震加速度校正程序，对加速度、速度及位移进行了校正。采用分离变量法推导了矩形水域刚性墙体的动水压力计算公式，编制了动水压力有限元计算程序，并对闸室结构动水压力不同计算方法进行了计算讨论。设计并完成了坞式闸室结构与土、水动力相互作用的大型振动台模型试验，提出了土的动力分析的修正模型，建立了土、水、结构动力相互作用的时程分析模型，编制了相应的计算程序。采用自编的考虑粘弹性人工边界影响的分析土与结构动力相互作用软件对模型试验进行数值模拟，并与振动台试验的结果进行对比研究，结果表明，数值模拟结果与大型振动台试验结果具有较好的一致性，验证了数值模拟与大型振动台模型试验方法的合理性和结果的可靠性。以宿迁三线船闸坞式闸室结构为研究背景，采用时程分析法探讨了土基上坞式闸室结构在地震过程中的动力相互作用效应，得到结构的应力响应、结构加速度响应特点及最大拉应力发生部位等规律。研究了不同回填土性质等因素对坞式结构地震反应的影响，深刻揭示了坞式结构的动力工作性态，重点探讨了坞式结构墙后地震土压力的分布规律。 |
| 作者： | 陶桂兰 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 王云球 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 河海大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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