吸力式沉箱基础极限拉拔承载力的数值分析

作为新型的深水海洋基础型式,吸力式沉箱基础被广泛地用于系泊深水海洋设施中,从而承受巨大的倾斜上拔荷载。在上拔荷载水平分量与竖向分量的共同作用下,吸力式沉箱的承载特性及其工作性能评价是海洋工程设计与建设中的关键技术问题之一。然而现有的理论分析与试验研究并不能满足工程实践的需要,因此,对吸力式沉箱基础的极限承载力分析建立了有限元数值计算方法。当沉箱基础在快速拔出过程中,正常固结黏土处于完全不排水状态,沉箱基础发生整体破坏时表现出反向地基承载力失稳模式,此时沉箱基础所发挥的极限承载能力往往最大。为此,在数值计算中直接假定沉箱基础及其周围土体处于完全不排水状态,针对不同的沉箱长径比,分别确定了在竖向上拔荷载和水平拉拔的单独作用下沉箱基础极限承载力。对比发现：竖向上拔极限承载力有限元解能够较好地与理论计算结果相符合,而水平极限承载力解与理论计算结果存在一定的差异。     

武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇施工变位分析

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为3塔4跨悬索桥,其北锚碇采用圆形沉井形式,施工前在周围预先制作圆形地下连续墙。考虑到沉井下沉对邻近建筑物和构筑物的影响,根据沉井施工工况,结合现场实测监控数据,采用MIDAS-GTS建立三维计算模型进行有限元分析,主要讨论三维计算模型所得关键测点的位移值与实际测量值的吻合情况,在指导现阶段施工的同时,预测后续工况对周围建筑及长江大堤的影响,同时先后分析沉井下沉过程对圆形地下连续墙变形的影响。计算结果表明,关键测点的变形计算值与实测值结果比较吻合,计算误差基本在5%~30%,施工可有效地避免对周围建筑物和长江大堤不利影响;地下连续墙变形会随沉井下沉而增大,但收敛趋势明显。该计算模型对沉井下沉的姿态控制具有参考价值。     

沉井下沉过程刃脚的极限土阻力分析

考虑刃脚形状和切土深度,建立沉井下沉过程中极限土阻力的近似计算模型。基于Prandtl问题的滑移线场理论,建立考虑刃脚切土深度和刃脚形状的近似滑移线场,并导出平面应变和圆形沉井轴对称问题极限承载力系数的计算公式。对于平面应变问题,承载力系数Nγ等于两部分之和,即不考虑切土深度时刃脚踏面和考虑切土深度时刃脚内侧倾斜面对承载力的贡献,前者及其他两个承载力系数（黏聚力和超载项）与不考虑刃脚切土深度由Prandtl承载力机制所得的结果相同。刃脚的切土深度、踏面宽度和倾斜角是影响极限土阻力的重要因素,忽略刃脚切土深度及其范围内刃脚倾斜面与土的作用将导致极限土阻力的计算值明显偏小。分析结果表明,承载力系数随刃脚切土深度和刃脚倾斜角的增加而显著增大;若土体强度较高,刃脚倾斜角的大小对极限土阻力的影响更加显著。     

铜街子水电站两岸高边坡塌滑治理浅析

简要介绍该工程两岸高边坡十分复杂的地质构造与其塌滑体的治理 ,对左岸大片碎石土堆积物形成的古滑坡体的整治 ,采用大型沉井群施工方案 ,这在国内是首创 ,国际上也是不多见的 ;对右岸的滑坡体处理 ,采用锚洞群和预应力锚索联合作用的施工方案 ,施工中攻克许多技术难题 ,在技术与经济上都取得满意的效果。这些施工治理措施的设计优化方案是成功的 ,设计与施工都取得许多宝贵的经验 ,类似该工程地质的治理可资借鉴。     

钢纤维掺量对钢筋混凝土桥面板冲切性能影响

通过对钢纤维体积率为0和0.38%的双向板试件进行冲切试验,得到试件的破坏形态、钢筋和混凝土荷载-应变规律等,进而量化评估钢纤维掺量对钢筋混凝土桥面板冲切性能的影响。结果表明:钢纤维体积率为0与0.38%的试件相比,相同荷载作用下后者的钢筋、混凝土应变较小;首条裂缝的出现时间推迟;试件在冲切破坏时挠度变形较大且板底表面混凝土脱落较少。     

钢板阻尼墙基于Bouc-Wen模型的模拟和工程应用研究

钢板阻尼墙抗震性能好,设计自由度大,在工程中使用越来越多。为了更高精度地模拟钢板阻尼墙的力学性能,提出基于Bouc-Wen模型的模拟分析方法。给出一种基于Bouc-Wen模型钢板阻尼墙参数辨识方法,根据试验数据和仿真结果的验证对比,文中提出的模拟方法可以较好地反映钢板阻尼墙的的力学性能曲线。该模拟方法可得到较好的仿真效果,对实际工程设计分析钢板阻尼墙对结构的抗震性能影响有高精度、数据化的帮助,可为进一步工程应用和设计分析提供参考。     

开孔沉箱与斜向波作用的理论研究和实验验证

应用透空壁内流体速度与壁两侧的压力差成正比的线性模型,研究了无限多个开孔沉箱在斜向波作用下的反射问题。整个流域被分成无限多个子域,在每个子域内应用特征函数展开法对速度势进行展开。对于沉箱内的波浪运动,根据沉箱位置引入相位差概念。在构造反射波模型时,考虑了结构物几何形状周期性的影响。结果表明,当孔隙系数无限大时,开孔墙前后的速度非常接近,反射系数符合能量守恒定律。在低频入射波作用下,沉箱越短,其反射系数越小,反射系数随着角度的变大而减小。     

The reffection of regular and irregular waves by a partially perforated caisson breakwater on a step bed

This study examines the reffection of regular and irregular waves from a partially perforated caisson breakwater located on a step bed. The step bed is treated as an idealized rubble mound foundation. Based on the linear potential theory, an analytical solution is developed to calculate the reffection coefficient of the structure subjected to regular waves. The matched eigenfunction expansion method is used for the solution. The regular wave method is also extended to irregular waves using a linear transfer...     

气囊出运沉箱的安全控制

伴随着深水泊位的建设,大型沉箱因具有良好的整体性、稳定性、施工的高效性而备受设计单位和建设单位的青睐,具有广泛的应用前景,如何确保沉箱的出运安全成为所有施工单位关注的焦点。成功采用了“超高压气囊顶升、运移沉箱上浮船坞出运沉箱”的施工工艺安全出运百余大型沉箱。结果表明,以安全生产责任制为核心,采用防治结合方法将其进行认真落实,保证措施有效是气囊出运沉箱安全的必要条件和有效保证。     

Wave-induced vibration control of offshore jacket platforms through SMA dampers

Since permanent wave-induced vibrations of offshore jacket platforms reduce the service life of the jacket structure and deck equipment and increase the fatigue failure of the welded connections, this research has used SMA (shape memory alloy) dampers to control the jacket platform oscillations. Superelasticity, high durability, and energy dissipation capability make SMA elements good nominees for the design of vibration control devices. In this research, to model the force-displacement hysteretic behavior of SMA elements their idealized multi-linear constitutive model has been implemented and the time history responses of vibration equations have been evaluated by direct integration method. To analyze the SMA damper effects on the vibration suppression of the jacket platforms, a 90 (m) high jacket located 80 (m) deep in water has been selected as a case study. Numerical results have shown that optimized SMA dampers with constant-geometry SMA bars will improve the dynamic behavior of the jacket platform under the action of an extreme regular wave. However, under the action of two irregular waves, SMA dampers with varying-geometry SMA bars will cause significant reduction in the dynamic responses of the jacket platform. The power spectral density function of the deck displacements have shown that the previously mentioned SMA dampers avoid resonance by shifting the natural frequencies of the jacket structure away from the excitation frequencies.