基于水岩相互作用的库岸边坡稳定性和架空斜坡式码头结构特性研究

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百色水利枢纽运行后,云南省富宁港区将受到高水位的长期浸泡和库水位周期性涨落影响,库岸岩土体力学性能将发生显著改变,继而影响岸坡及码头结构物的整体稳定性。为进一步量化分析水岩相互作用下岩土体力学性能变化特点、岸坡稳定性变化趋势及码头结构力学特征的变化模式,文章以富宁港一期工程中通用泊位为依托,研究了港区库岸边坡稳定性及架空斜坡码头结构特性在库水位周期性循环作用下的变化特点,并根据港区地质灾害治理与码头结构功能相协调的原则提出初步的一体化研究模式,为相似工程的设计提供参考依据。文章通过现场调研取样,结合室内力学试验,分析总结了岩土体强度参数及变形参数的变化规律。利用有限元数值模拟,对天然岸坡稳定性及码头结构的受力特性进行了较为系统研究和总结。论文主要研究内容及结论如下:(1)基于广义的水岩相互作用,对港区岩土体与库水位的循环作用模式进行了探讨,并设计出水岩相互作用的试验方案。根据试验采集数据进行统计分析及工程转化,构建出泥岩、砂岩及粘性土的强度及变形参数回归模型,同时对岩土体的损伤衰变进行对比分析,得到岩土体各参数在水循环作用下的系统变化特征。(2)通过有限元强度折减法计算了库岸边坡在库水位循环作用下的安全系数及可靠度。基于安全系数及可靠度的变化特点得到了库岸边坡的稳定性演变规律及失稳破坏模式。(3)考虑桩与岩土体的相互作用形式,利用有限元法进行界面之间的接触分析,对水岩相互作用下的架空斜坡码头整体性能变化特点进行研究。通过计算得到了岸坡变形特点,码头结构变形模式,桩身水平位移,挡墙沉降以及桩身、连续梁的弯矩、剪力、轴力在不同次数水循环作用下的变化规律。(4)根据岸坡治理与码头结构物受力特点,对码头的结构形式进行研究,提出码头的加固处理及改进方案,并基于岸坡与码头结构物功能协调性进行了一体化的初步探讨。
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