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原文传递土锚板桩墙闸室结构的数值分析

论文题名：	土锚板桩墙闸室结构的数值分析
关键词：	土锚地连墙结构;船闸;闸室;数值分析
摘要：	压力分散型土锚板桩墙结构是一种结构型式新颖、受力机制合理的结构，特别是压力分散型土锚的受力与传力机制与传统的土锚相比更具合理性，粘结应力分布更均匀，防腐性能与耐久性能大为提高，能有效地控制板桩墙的水平位移、改善其受力情况。淮安三线船闸在国内首次将压力分散型土锚钢板桩结构应用于永久性结构，在江苏省内，首次将压力分散型土锚地连墙结构应用于船闸工程。本文基于此，简单回顾了土锚的分类和特点及压力分散型土锚的研究现状，简单介绍了土锚板桩墙的应用情况，研究了土锚板桩墙结构的计算分析方法及其数值计算理论，并重点分析了薄层单元的基本原理和本构关系，验证了其合理性；同时讨论了水土压力计算方式的优劣。土锚是土锚板桩墙结构中的一个关键部分，应用ANSYS软件建立了压力分散型土锚的2D轴对称有限元分析模型，采用薄层单元来模拟锚杆与土之间的错动滑移特性，它是在不考虑上覆土压力作用的条件下得到的；并假定土锚与土的接触面上不发生法向相对位移，从而实现接触面的非线性分析，模拟了锚杆与土之间的荷载传递规律和及其影响因素，并和压力型土锚工作特性进行比较，验证了压力分散型土锚的合理性和优越性，得出了一些有用的结论。由于土体材料的特殊性，采用了D-P本构模型对土体进行了非线性平面有限元分析。本文建立了土锚板桩墙平面应变有限元模型，土锚钢板桩的施工过程包括基坑韵开挖与回填、土锚的施工与预应力的施加、支撑的施加与拆除及预加轴力等，都是通过“生”“死”单元来模拟实现的，模拟了淮安三线船闸钢板桩段和地连墙段的基坑开挖施工过程，计算分析了各特征施工步下的位移、内力与墙后土压力的分布及土锚轴力的变化情况，并对两不同刚度的闸室段受力和变形进行了对比计算分析。由于土锚与支撑在空间上是不连续的结构物，在平面应变有限元分析中通过刚度等效的原则得出其等效弹性模量。
作者：	牛言增
专业：	港口、海岸及近海工程
导师：	陶桂兰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河海大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文