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剪土环对吸力锚负压沉贯下沉过程中渗流场的影响

作　者: 王立国
导　师: 丁红岩
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 吸力锚剪土环有限元法 ANSYS 渗流场
分类号: TU46
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文针对海上吸力锚基础这一新型海洋平台基础形式研究中面临的吸力锚负压沉贯下沉中设置剪土环及剪土环对其渗流场的影响这一问题,通过对吸力锚渗流场的有限元分析,运用有限元软件ANSYS对锚体周围土体渗流场进行建模分析,利用有限元计算的结果来分析剪土环对渗流场的影响。吸力锚沉锚施工中,随着入土深度的增加,锚体所受的侧摩阻力越大,当达到一定程度时,将导致吸力锚就无法继续下沉。为了避免这种情况的发生,在实际的施工中通常在锚体上设置剪土环以减小侧摩阻力的影响。本论文就剪土环的设置对渗流场的影响,剪土环的大小对渗流场的影响,剪土环位置对渗流场的影响,剪土环对成层土渗流场的影响进行了分析和研究。在计算一种土质情况下,并考虑其它两种土质,用ANSYS软件进行建模分析,得到剪土环对吸力锚负压沉贯下沉过程中渗流场的影响范围,大小,程度等。本文的研究对吸力锚负压沉贯下剪土环的设置和吸力锚基础设计和施工都有一定的指导意义。

全文目录

第一章绪论  7-11
  1.1 吸力锚的发展现状和基本特点  7-9
    1.1.1 吸力锚的发展现状  7-8
    1.1.2 吸力锚的工作原理  8
    1.1.3 经济性能上的特点  8-9
  1.2 吸力锚下沉过程中锚体的侧摩阻力  9
  1.3 本论文研究内容  9-11
第二章渗流场的基本概念、原理和方程  11-22
  2.1 渗流计算的基本原理  11-14
    2.1.1 渗流的本构关系  11-12
    2.1.2 渗流系数  12-13
    2.1.3 渗流的几个基本概念  13-14
  2.2 渗流的控制方程  14-20
    2.2.1 运动方程  14-16
    2.2.2 连续性方程  16-18
    2.2.3 稳定渗流微分方程  18-20
  2.3 渗流场的定界条件  20-22
    2.3.1 稳定渗流的边界条件  20-21
    2.3.2 非稳定渗流的边界条件  21-22
第三章吸力锚负压沉贯时渗流场有限元分析原理及数值分析  22-37
  3.1 渗流的有限元分析原理  22-23
  3.2 吸力锚的渗流场计算的基本方程和边界条件  23-24
    3.2.1 渗流基本方程  23
    3.2.2 稳定渗流的控制方程和边界条件  23-24
  3.3 吸力锚渗流场渗流要素的计算方法  24-25
  3.4 平面渗流问题的等参数有限元法  25-28
  3.5 有限元分析  28-36
    3.5.1 计算模型  28-29
    3.5.2 相关计算参数  29
    3.5.3 计算结果和分析  29-36
  3.6 本章小结  36-37
第四章剪土环大小对渗流场的影响  37-49
  4.1 剪土环的作用及剪土环形状的选择  37
  4.2 计算模型  37-40
    4.2.1 模型简介  37-38
    4.2.2 计算模型的基本假定  38-40
  4.3 计算结果分析  40-47
  4.4 本章小结  47-49
第五章剪土环位置的设定对渗流场的影响  49-59
  5.1 剪土环位置的选择  49
  5.2 模型介绍  49-50
  5.3 计算结果分析  50-56
    5.3.1 剪土环位置的设定对渗流场的影响  50-56
    5.3.2 剪土环位置的设定对最大渗流速度的影响  56
  5.4 本章小结  56-59
第六章剪土环的设置对成层土渗流的影响  59-70
  6.1 模型介绍  59-60
  6.2 计算结果和分析  60-67
  6.3 本章小结  67-70
第七章结论  70-72
参考文献  72-74
发表论文和科研情况说明  74-75
致谢  75

剪土环对吸力锚负压沉贯下沉过程中渗流场的影响

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