大亚湾某围海工程三维有限元变形分析

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1、!""#年&"月水运工程*+,-!""#第&"期总第%)&期6/2,784,1294:;<=3<1123<=./-&"012345./-%)&·综合·大亚湾某围海工程三维有限元变形分析陈杨，张建民，王刚（清华大学岩土工程研究所，北京&""")B）摘要：大型围海工程的结构和地基变形控制是设计和施工中的关键和难点问题。采用弹塑性有限元法模拟某大型围海工程的施工顺序和运行工况，进行结构的应力和变形分析。通过计算发现，由于围海结构采用钢筋混凝土高桩和斜坡堤结合的结构形式，而地基为相对软弱的海相软粘土，使得结构的变形成为突出问题，设计时必须对变形和强度稳定进行综合考虑。关键词：围海

2、工程；三维有限元；高桩；斜坡堤中图分类号：CDB(%-&；6(#%文献标识码：E文章编号：&""!$B’(!（!""#）&"$"""&$"B$%&’()*+,’-.-*/01,120345’&$*0*6*07%*8%9/*)*+,’-4-:,-%%(,-:AF;.G4<=HIFE.JK34<$?3

3、<4+/=2/O

4、2?4,3/1;21+54?4,3/<1<=3<1123<=%[X;YQ3=QU351N5/U3<=V3>1结合大亚湾石化工业区围海大堤结构工程的图&为高桩承台结构海堤设计方案的一个标实际设计和施工，尝试运用有限元手段对大亚湾准断面。采用!根@""??!@""??A)"空心钢筋工程施工和运行中的不同工况进行模拟，对近海混凝土管桩作为防浪结构的基础，前桩为斜率%"&环境下大型围海结构的应力变形特性进行分析研的斜桩，后桩为直桩，沿堤轴线方向桩间距#

5、-B?。究，并在此基础上，探讨适用于我国国情的近海高桩及其承台的主要作用是外挂面板，从而用较工程围海结构的设计和评价方法。低的成本实现临海面垂直的设计要求。下部堤身及挡土部分采用常见的斜坡堤型式。!工程概况大亚湾石化工业区位于广东省惠州市大亚湾"计算概况经济技术开发区。填海区海堤工程位于惠州奥头"#!有限元模型港东侧，西起南边灶，东至螺子角一带，路堤总长用三维有限元方法对海堤结构及地基进行模拟。!［&］。根据周期对称性和每一周期内的中心对称性，取桩)-)>?，海域平均宽约&>?，总面积约@-@>?收稿日期：!""#$"%$&&作者简介：陈杨（&’(’$），男，硕士研究生，

6、主要从事土工数值分析等方面的研究工作。·!·水运工程!""#年图’海堤结构标准断面与桩间的半段海堤（宽!$%&）建模分析（图!）。图#计算模型——堤顶局部网格图!对称性示意图模型采用!"节点六面体单元和’#节点三棱柱单元离散，单元形式见图(。图(有限元离散所用单元形式图-计算模型——桩顶、承台及防浪板的网格图取典型钻孔（)*!+，见图’）的地层分布情况建模计算分析。三维有限元模型见图+,-。计!"!施工顺序模拟算所用程序为大型有限元商业软件./01［!］，对其进模拟海堤的施工顺序和运行工况如下：行了二次开发以施加地基初始应力场。（’）施加地基初始应力场，预抛中粗砂；（!）

7、施打预制桩；（(）抛填’"!’""23块石填筑成堤身至挡土墙底部（高程’$4"&）；（+）浇筑帽梁，沿抛石体外斜坡面铺设-"23的块石垫层，安放’5四脚空心块体，堤脚抛筑-""23的块石及-"!6"23块石护底，吊装前板及图+计算模型——整体三维有限元网格板梁，浆砌承台后挡土墙；第!"期陈杨，等：大亚湾某围海结构工程三维有限元变形分析·)·（1）防波堤斜坡体顶部补抛填!""!""%7块石至挡土墙顶（高程)32"’），防波堤背坡面做倒滤结构；（/）吹填淤泥；（2）做路面结构。分期的有限元网格模型图略。!"#本构模型及参数采用线弹