胡慧雯1 武文强1
1.上海海事大学海洋科学与工程学院 上海 201306
摘要：本文利用ABAQUS有限元软件建立大直径管桩码头数值模型，分析地基下卧软土蠕变对大直径管桩码头力学性能的影响。研究结果表明，在码头自重和堆货荷载作用下，地基下卧软土蠕变对管桩水平位移和剪力没有影响，对管桩弯矩有一定的影响，下卧软土蠕变减小了管桩弯矩。
关键词：下卧软土层；大管桩码头；数值分析
1.前言
大直径管桩码头是一种新型的高桩码头，依靠大直径直管桩承受码头竖向荷载和水平荷载，广泛应用于沿海港口。目前，国内外学者针对深厚软土地基中 PHC管桩的受力性能进行了现场测试及数值模拟，研究了竖向荷载和水平荷载作用下桩土相互作用机理及力学性能［1-4］，但有关地基下卧软土影响大直径管桩码头结构力学性能的研究较少。针对这种情况，本文利用abaqus有限元分析软件研究地基下卧软土蠕变对大直径管桩码头力学性能的影响规律，为大直径管桩码头结构设计提供理论依据。
2.数值分析模型
2.1数值分析模型
本文以深圳妈湾5号泊位[5]为对象，数值分析时土体采用Mohr-Coulomnb模型。
2.2计算荷载
计算荷载包括两种：码头结构自重；码头及堆场承受30kN/m2的堆货荷载。
2.3计算工况
为了分析地基软土蠕变对大直径管桩码头力学性能的影响，本文采用二种计算工况：第一种，基岩以上土体为均质硬土层，在硬土层之间设置一层厚度为5m的淤泥质粉质粘土；第二种，土质分布同第一种工况，考虑软土层的蠕变。
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3.计算结果及分析
通过整理大直径管桩码头数值计算结果（海侧第一根管桩的计算结果），得到管桩不同位置的水平位移、剪力及弯矩值，见表1。
表1 大直径管桩码头数值计算结果
从表3可以看出，随着距桩顶的距离增加，管桩的水平位移逐渐减小，两种工况下的变化规律及大小基本一致，地基下卧软土蠕变对基桩的水平位移没有影响。管桩的剪力计算结果显示，桩顶及桩底处的剪力发生突变，且大于管桩中间段剪力，两种工况下剪力的变化规律及大小基本一致，地基软土蠕变对基桩的剪力没有影响。另外，地基下卧软土蠕变对管桩的弯矩有一定的影响，下卧软土蠕变减小了码头在竖直荷载作用下的管桩弯矩，减小幅度在2%左右。
4.结论
1）在码头自重及堆货荷载作用下，随着距桩顶距离的增加，管桩水平位移逐渐减小；桩顶及桩底处的剪力发生突变，且大于管桩中间段剪力。地基下卧软土蠕变对管桩水平位移和剪力没有影响。
2）地基下卧软土蠕变对管桩弯矩有一定的影响，下卧软土蠕变减小了竖直荷载作用下码头管桩的弯矩。
参考文献：
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[3]刘宁.预应力混凝土管桩水平承载力现场试验及数值模拟[D],太原理工大学,2011.
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作者简介：胡慧雯(1994– )，女，硕士研究生，从事港口海洋及近海工程方面的研究。
论文作者:胡慧雯1,武文强1
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/31
标签：管桩论文; 码头论文; 荷载论文; 剪力论文; 地基论文; 弯矩论文; 数值论文; 《防护工程》2018年第9期论文;