浅谈株洲航电枢纽特殊地基处理及优化设计

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1、长沙交通学院硕士学位论文株洲航电枢纽特殊地基处理及优化设计姓名：吕强申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：阳军生20030510摘要本文首先分析了株洲航电枢纽工程中的特殊地基一JxL化深槽的几种可能处理方案，并采用非线性有限元理论，建立了适合混凝土和土体材料的弹塑性数学模型；然后以有限元分析软件ANSYS为工具，编制了对所选取的地基处理方案进行稳定性分析的APDL语言，并对最终处理方案一混凝土拱的力学特性进行了分析和研究，确定了处理方案的初步尺寸，提出了进一步优化的措施。主要研究内容如下：1、综合各种条件，探讨合理的地基处理措施，分析株洲航电枢纽工程特殊不良地基一溶蚀风化深槽处

2、理方案(混凝土拱)的可行性。2、运用Drucker-Prager屈服准则，考虑材料的非线性以及不同材料之间接触面上的状念非线性特性，建立了适合混凝土和土体材料的弹塑性数学模型。3、针对所提出的地基处理方案，采用有限元分析软件ANSYS，根据实际情况，以能正确反映实际结构系统的力学状态为原则，分别约束模型左、右边界的水平位移以及下边界的竖向位移，建立了有限元分析的几何模型，同时编制了对最终地基处理方案进行稳定性分析的APDL程序语言。4、根据工程结构物应力、变形、沉降、位移等方面的综合控制要求，初步对比分析了上部结构蓄水前后，基础混凝土拱在两种荷载作用下，结构内的应力及变形分稚的特征

3、情况，明确了拱结构内的受力危险区域。5、就风化槽土体、混凝土弹性模量以及混凝土与周围岩石之间的摩擦系数等参数对混凝土拱结构受力的影响进行了初步的探讨，同时比较分析了几种不同尺寸混凝土拱内产生的最大应力和最大位移，对初始的几何模型进行了改进，并提出了株洲航电枢纽复杂地基处=l!l!的优化方案，确定了经济、合理的尺寸大小。6、运用单元生死功能，初步模拟分析了随着施工过程的进行，基础混凝土拱内的应力及变形的发展、变化情况。关键词：枢纽；最优化：ANSYS：数学模型：单元生死：有限元分析AbstractInthisdissertation，somepossibleschemesfortre

4、atmentofthefoundationinZhuzhouNavigationandElectricityJunctionwereana!yzed．Theelasto-plasticmodelforrockysoilandconcretematerial，contactbehaviorsbetweenconcreteandrockwerestudiedinfiniteelementanalysis．ThesoftwareANSYSwasadoptedintheanalysisofthemechanicsbehaviorsoftheproposedfoundationtreatme

5、ntscheme，andthecorrespondingAPDLprogramswerecompiled．Thefinalconcretearchschemewasstudiedindetail．Thepreliminarysizesofthetreatmentschemeandoptimizationofthedesignoftheconcretearchwereputforward．Theprimaryconclusionsareasfollows：1、Takingallkindsofconditionsintoaccount，thepossibleschemesweredis

6、cussedtodealwiththespecialfoundation，andthemostsuitablescheme—theconcretearchwasadoptedinthetreatmentofcorrosionandweatheringdeeptroughsinZhuzhouNavigationandElectricityJunction．2、WiththeapplicationofDrucker-Prageryieldcriteria，thenonlinearelasto—plasticmathematicalmodelforrockysoilandconcrete

7、wassetup．3、ontheprinciplethatthemodelcailreflecttherealmechanicalconditionofthestructuresystem，thefiniteelementgeometrymodelfortheproposedfoundationtreatmentschemewasestablished，andthesoftwareANSYSwasusedintheanalysis．4、Accordingtothere