软土地基水闸渗流分析研究

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1、中图分类号：工学硕士学位论文软土地基水闸渗流分析研究硕士研究生：邱名德导师：曹邱林副教授专业：水工结构工程扬州大学二O一四年五月ClassifiedIndex：U．D．C．：M．D．DissertationlIlllIlllllIlllIIIIIIIIIlY2632020AnalysisandStudyonSeepageofSoftFoudationSluiceGraduatestudent：QiuMingdeAdviser：AssociateProfessorCaoQiulinMajor：HydraulicStructureEngineeringYangzhou

2、UniversityMay,2014邱名德软土地基水闸渗流分析研究摘要本文借助三维有限元软件ASAQUS和相关数学理论，对天然闸基、预制桩复合闸基和灌注桩闸基的渗流场进行分析研究，同时深入分析三种闸基对渗流场的影响，最后对降雨入渗时渗流场与应力场的耦合作用进行研究。全文主要研究内容如下：(1)阐述渗流的基本概念，介绍渗流场有限元数值分析的基本原理和稳定渗流场的变分原理，确定渗流场的初始条件和边界条件，引进大型有限元软件ABAQUS，对其用于渗流场分析研究的可行性进行分析，研究渗透坡降的有限元计算方法。(2)基于实际工程焦土港闸，建立天然软土地基和预制桩复合闸基渗流

3、的三维有限元模型，分析其渗透水头、应力、位移和渗透坡降的分布，并对天然软土地基和预制桩复合闸基的各要素进行对比分析。(3)基于实际工程丁楼闸，建立灌注桩闸基渗流的三维有限元模型，考虑灌注桩扰动区范围内渗透系数的三种变化模式，因此对灌注桩桩周特征位置的渗流进行分析研究。比较三种模式下渗透水头、应力、位移和渗透坡降的分布，分析灌注桩闸基区域和扰动区内的渗流特性。(4)考虑上部结构荷载的影响，建立闸基在不同荷载作用下的有限元模型，分析天然闸基和预制桩复合闸基各特征点的渗透水头、应力、位移和渗透坡降。并且对影响较大的参数进行了拟合，找出相应的变化规律。对比两种闸基下渗透水

4、头、应力、位移、坡降的变化曲线，计算预制桩闸基的消力池护坦防渗作用影响值，分析预制桩基础对渗流的影响。(5)采用基质吸力一饱和度一渗透系数耦合模型和Mohr-Coulomb屈服准则，建立某水闸的渗流场与应力场耦合的三维有限元模型，分析研究72h内降雨入渗时两岸土体和闸基土体的应力、应变、饱和度、等效塑应变随时间的变化关系。关键词：软土地基；天然闸基；预制桩复合闸基；灌注桩闸基；耦合2扬州大学硕士学位论文Withthehelpofthreedimensional丘niteelementsoffwareABAQUSandrelatedmathematicaltheor

5、y,thispaperanalysistheseepagefieldofnaturalsluicefoundation,precastpilecompositesluicefoundationandfilingpilesluicefoundation,atthesametime，deeplyanalyzestheeffectofthreekindsoffoundationonseepagefield．Finallythispaperstudiestheeffectofrainfallinfiltrationtothecoupledactionofseepagefi

6、eldandstressfield．11lemainresearchcontentsinte)(taSfollows：(1)Thispaperintroducestheconceptofseepage，thebasicprincipleoffiniteelerrentnumericalanalysisinseepagefieldandthevariationalprincipleinstableseepagefield，determinestheinitialconditionsandboundaryconditionsandcitesthe1ar萨finitee

7、lementsoRware，thenaccountforthefeasibilitythatbasedonanaliztionofseepgeanddeducesfiniteelementcalculationofseepageslope．(2)BasedonJiaotugangSluiceinTaixingCity,thispaperbrakestheseepage’Smodelofthenaturalsluicefoundationandprecastpilecompositesluicefoundation,analysisthedistributionof

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