材料非線性對整體卸荷式板樁碼頭的抗震影響

陳文俊++洪楊彬

摘 要：本文利用abaqus數(shù)值分析軟件研究了材料非線性對整體卸荷式板樁碼頭的抗震影響。結(jié)果表明：考慮材料非線性能有效減小整體卸荷式板樁碼頭前板樁墻和卸荷平臺樁基的彎矩，同時(shí)對減小碼頭水平位移也有一定作用。

關(guān)鍵詞：卸荷平臺；板樁碼頭；材料非線性；地震響應(yīng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.207

0 引言

整體卸荷式板樁碼頭 ，就是在前板樁墻的后面布置一組群樁基礎(chǔ)和卸荷平臺，并通過卸荷平臺把前板樁墻和灌注樁連為一體。司玉軍[1]通過離心模型試驗(yàn)，分析了整體卸荷式板樁碼頭的受力變形，記錄了前墻彎矩分布、樁身軸力分布、拉桿拉力等數(shù)據(jù)。張西文[2]分析了不同地震強(qiáng)度下卸荷式板樁碼頭前板樁墻的內(nèi)力分布。本文利用abaqus建立二維有限元-無限元耦合模型，研究材料非線性對整體卸荷式板樁碼頭的受力影響。

1 數(shù)值分析模型

某港區(qū)整體卸荷式板樁碼頭前板墻墻厚1m，墻底標(biāo)高為-30m；岸壁前沿岸壁底標(biāo)高為-15m，頂面標(biāo)高為5m；卸荷平臺下設(shè)4排灌注樁，灌注樁排架間距為3.5 m，樁底端標(biāo)高為-50m，樁身直徑為1m；拉桿為Φ80mm鋼拉桿，距碼頭前沿46m處設(shè)置錨碇墻，錨碇墻厚度為1m，墻底標(biāo)高-10m。板樁墻、卸荷平臺、錨定墻、拉桿具體參數(shù)見下表。土體采用摩爾庫倫模型，鋼筋混凝土采用塑性損傷模型，混凝土參數(shù)采用張勁[3]在abaqus混凝土塑性損傷模型參數(shù)驗(yàn)證中的研究成果。模型采用四節(jié)點(diǎn)縮減積分實(shí)體單元模擬。土體簡化為兩層，上層為粉土，下層為黏土。本文采用瑞利阻尼模擬材料阻尼，阻尼比參考蔣建平[4]在基于ABAQUS的板樁碼頭地震動(dòng)力響應(yīng)研究中的成果。

2 模型試驗(yàn)結(jié)果分析

通過前墻水平位移隨高程的分布如圖1，可以看出線性材料和非線性材料位移分布趨勢相似，線性材料最大水平位移是0.26m，而非線性材料最大水平位移是0.23m。

前墻彎矩隨高程的分布如圖2，由圖可知線性材料最大正彎矩為117600N/m，最大負(fù)彎矩為124200N/m，非線性材料最大正彎矩為99050N/m，最大負(fù)彎矩為97940N/m。非線性材料的最大正彎矩要比線性材料最大正彎矩小18.7%，非線性材料的最大負(fù)彎矩要比線性材料最大負(fù)彎矩小26.8%。

3 結(jié)論

材料線性與材料非線性的樁身內(nèi)力差距較大，考慮材料非線性對優(yōu)化整體卸荷式板樁碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析抗震能力十分重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]司玉軍，曾友進(jìn)，解占強(qiáng)等.整體卸荷式板樁碼頭結(jié)構(gòu)離心模型試驗(yàn)研究[J].水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)，2009.

[2]張西文，唐小微，馮現(xiàn)大，關(guān)云飛.卸荷式板樁碼頭地震液化災(zāi)害三維數(shù)值模擬[J].港口科技，2015.

[3]張勁，王慶揚(yáng)，胡守營，王傳甲.abaqus混凝土塑性損傷模型參數(shù)驗(yàn)證[J].建筑結(jié)構(gòu)，2008.

[4]蔣建平，劉春林，蔣宏鳴等.基于ABAQUS的板樁碼頭地震動(dòng)力響應(yīng)研究[J].水運(yùn)工程，2013

作者簡介：陳文俊（1993-），男，安徽蕪湖人，碩士研究生，研究方向：碼頭抗震研究。