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库区码头陆域形成对前方水工结构的影响分析

作　者: 陈理真
导　师: 何光春；张太雄
学　校: 重庆交通大学
专　业: 水利工程
关键词: 三峡库区港口码头桩柱偏位架空式结构拉格朗日有限差分法
分类号: TV135.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

重庆拥有宝贵的长江黄金水道,水运条件得天独厚,2003年6月三峡工程蓄水后,库区支流航道条件大幅改善,水运步入了发展的黄金时期,一批水运基础设施项目相继开工、改造、建成投产。但三峡水库蓄水在改善航道通航条件的同时,由于蓄水量大,蓄水后库区沿线水位大幅度抬高,在三峡工程建设的同时,库区特殊的地质水文条件使港口码头建设面临着一些困难,如码头后方陆域形成对架空式码头桩柱的影响,水位涨落对码头前沿水工结构的影响等。目前已经出现几例由于后方陆域回填造成码头前沿水工桩柱出现较大偏位的工程案例。本文主要依托三峡库区港口码头建设的案例,就库区码头陆域形成对码头前沿水工结构影响做了比较详尽的分析,探讨水位落差较大地段港口码头建设时合理的码头结构型式及施工方案,供库区港口码头建设参考。本文主要针对三峡库区港口码头陆域形成对码头前沿水工结构影响进行探讨与研究,以使库区港口码头建设与库岸陆域的防护与治理协调一致,既保证结构安全,又尽可能降低工程造价。通过工程实例,就两种码头结构型式(架空斜坡式、架空直立式)岸坡对码头结构的影响进行了计算分析。主要内容包括:⑴利用三维快速拉格朗日有限差分法计算分析架空斜坡式码头后方陆域形成对桩柱的影响;⑵利用三维快速拉格朗日有限差分法计算分析架空直立式码头后方陆域形成对栈桥桩柱的影响;⑶提出适当有效的设计方案解决这些问题;⑷通过对两个工程实例的计算分析,总结了库区港口码头建设需注意的主要问题,提出了解决码头陆域形成对前沿码头水工结构不良影响的处理方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-11
  1.1 问题的提出  8
  1.2 港口码头的分类和结构型式  8-9
  1.3 三峡库区码头的主要结构型式  9
  1.4 本文研究的主要目的及内容  9-11
第二章重庆水运发展现状  11-17
  2.1 基本概况  11
  2.2 水运的优势  11-13
    2.2.1 有利于促进社会经济可持续发展  11-12
    2.2.2 有利于建成长江上游交通枢纽和扩大对外开放  12-13
    2.2.3 有利于交通枢纽的形成  13
    2.2.4 有利于解决库区移民就业、产业空虚  13
  2.3 重庆水运发展面临的机遇  13-14
  2.4 重庆水运基础设施建设取得的成就  14-15
  2.5 重庆水运发展中存在的问题  15-17
    2.5.1 水运基础设施建设仍然不能满足水运发展的需要  15
    2.5.2 三峡水库开始试验性蓄水对水运工程施工的影响  15-17
第三章三维快速拉格朗日有限差分法基本原理  17-30
  3.1 引言  17
  3.2 三维拉格朗日有限差分法基本原理  17-22
    3.2.1 空间导数的有限差分近似  17-18
    3.2.2 节点运动方程  18-20
    3.2.3 增量形式的本构方程  20-21
    3.2.4 时间导数的有限差分近似  21
    3.2.5 阻尼力  21-22
  3.3 FLAC3D 中土工格栅与土体相互作用的模拟  22-24
    3.3.1 土工格栅单元—Geogrid 简介  22
    3.3.2 Geogrid 单元与土接触界面特性分析  22-24
  3.4 FLAC3D 中桩与土体相互作用的模拟  24-28
    3.4.1 力学原理  24-26
    3.4.2 切向耦合弹簧的作用  26
    3.4.3 法向耦合弹簧的力学作用  26-27
    3.4.4 锚杆的作用机理  27-28
    3.4.5 Response Quantities  28
  3.5 软件平台 FLAC3D 简介  28-30
第四章工程实例1—果园作业区岸坡对码头桩柱影响分析  30-43
  4.1 工程概况  30
  4.2 设计条件  30-34
    4.2.1 自然概况  30-31
    4.2.2 场地工程地质条件  31-34
  4.3 三峡水库运行特征  34
  4.4 三维快速拉格朗日有限差分法的计算与分析  34-42
    4.4.1 基本计算条件  34-36
    4.4.2 计算结果分析  36-42
  4.5 本章小结  42-43
第五章工程实例2—黄旗作业区陆域对码头桩柱影响分析  43-62
  5.1 工程概况  43
  5.2 设计条件  43-47
    5.2.1 自然概况  43-44
    5.2.2 场地工程地质条件  44-47
  5.3 码头设计、施工概况  47-49
    5.3.1 码头结构布置概况  47-48
    5.3.2 结构施工概况  48-49
    5.3.3 桩位偏移情况  49
  5.4 三维快速拉格朗日有限差分法的计算与分析  49-58
    5.4.1 基本计算条件  49-52
    5.4.2 计算结果与分析  52-58
  5.5 处理效果分析  58-59
  5.6 三峡工程三期蓄水对结构的影响分析  59-60
    5.6.1 涨水过程的影响分析  59
    5.6.2 退水过程的影响分析  59-60
  5.7 结论和建议  60-62
    5.7.1 结论  60
    5.7.2 建议  60-62
第六章结论与展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
在学期间发表的论著及科研成果  66

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