基于复合材料计算方法的架空直立式码头结构数值分析

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1、2010年6月北京联合大学学报(自然科学版)Jun．2010第24卷第2期总80期JournalofBeijingUnionUniversity(NaturalSciences)V01．24No．2SumNO．80基于复合材料计算方法的架空直立式码头结构数值分析左良栋，徐艳，周世良(1．中国机械工业第三设计研究院，重庆400039；2．西华师范大学政治与行政学院，四川南充637002；3．重庆交通大学河海学院，重庆400074)[摘要】架空直立式码头桩基础具有数量多、密度大的特点，结构使用过程中桩基与周围土体

2、的相互作用机理一直受到工程界的关注。按照复合材料力学的处理方法，基于自洽理论和应变相容原理，将桩一土相互作用体系进行等效连续化处理，建立了桩土复合材料力学模型。依次对一架空直立式码头桩基与土体相互作用体系进行了数值分析，并与“接触模型”计算方法及大尺度模型试验结果进行对比。研究表明，复合材料计算方法与“接触模型”计算方法及模型试验结果在趋势和数值上具有较好的一致性，并且采用复合材料模型能够减少计算单元划分数量，提高有限元计算方法的计算效率。[关键词]群桩效应；架空直立式码头；复合材料；相互作用；数值分析[中图

3、分类号]U656．1[文献标识码]A[文章编号]1005-0310(2010)02-0049-05CompositeMaterialCalculationMethodforNumericalAnalysisofOverhead—erectionContainerZUOLiang．dong，XUYan，ZHOUShi—liang(1．ChinaCTDIengineeringcorporation，Chongqing400039，China；2．TheschoolofpoliticsandAdministrati

4、onofChinaWestNormalUniversity，NanchongSichuan637002，China；3．CollegeofRiverandOceanEngineeringofChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：Thepilefoundationofoverhead-erectioncontainerarenumerousanddense．Theinteractionmechanismbetweenpilesand

5、soilaroundduringutilizationprocesshasbeenamainconcerninengineering．Basedonself-consistenttheoryandconceptofstrainconsistency，amechanicalmodelforsoil—pilescompositematerialisfoundintermsoftheequivalentcontinuumestablishedmethod．Thesystemofover—headcontainerp

6、ilefoundationandsoilareanalyzedwithfiniteelement．Comparedwiththe“connectionmodel”methodandlargemodelexperiment，itcanbeseenthattheresultscalculationbythepresentmethodarecommendablyconsistentwiththoseobtainedby“connectionmodel”methodandexperiment．Theequivalen

7、tcompositemodeladoptedcouldreducethehum—berofelementsanddevelopthecalculationeficiencyoffiniteelementmethod．Keywords：pilesgroupeffect；overhead—erectioncontainer；compositematerial；interaction；numericalanalysis[收稿日期]2009—12—24[基金项目】云南省航务管理局科技项目(2008一kj一07)；重庆

8、市高校优秀人才支持计划项目。[作者简介]左良栋(1984一)，男，山东德州人，机械工业第三设计研究院工程师，博士，主要从事岩土工程及水工结构方面的研究工作。50北京联合大学学报(自然科学版)2010年6月0引言架空直立式码头具有上部结构高度大、便于分层系缆、结构横向刚度较大及对地基承载力要求较低等优点，因此在我国沿海及内陆码头建设中有着比较广泛的应用。随着码头承载能力要求的提高，图1桩土复合材料模型