论文题目：双排钢板桩围堰结构受力变形及稳定性分析
摘要：钢板桩围堰具有强度高,易打入坚硬土层,防水性好,可在深水施工,并且能重复回收利用等特点,又能按需组成各种外形的围堰形式,被广泛应用于水利工程施工中。而双排钢板桩围堰作为一种新的结构形式,不但能有效地改善单排钢板桩围堰在稳定性及抵抗变形能力上不足,并且在资金投入上与单排钢板桩围堰相差无几,还无需内支撑,又增加了施工的工作面,因此具有较高的应用价值。本文将南昌市乌沙河泵站双排钢板桩纵向挡水围堰作为研究对象,分析了双排钢板桩围堰在施工及运行工况下的受力变形及稳定性,探讨了双排钢板桩围堰内土压力分布规律;分析了双排钢板桩间距、拉杆水平及竖向布置间距、桩间地基土加固区范围等不同因素对围堰稳定性影响,结合冗余度理论探讨了围堰受力变形及稳定性对各项设计参数变化的敏感程度;提出了一种无内填土的双排钢板桩围堰结构形式并且进行了计算分析。具体研究内容如下:（1）利用筛分试验、液塑限试验、击实试验与直剪试验对双排钢板桩桩间填土的物理力学性质进行了试验研究,并重点研究了不同压实度下的抗剪强度指标的变化规律,为围堰结构的设计提供依据。（2）进行了三个典型围堰剖面在施工及运行全工况下的二维受力变形分析,得出各剖面围堰结构在施工、运行工况下钢板桩变形、内力、拉杆的轴力值;同时按照《干船坞设计规范》CB/T8524-2011建议将内外排钢板桩分别为各自独立的单排板桩,按照单排板桩模型来计算钢板桩受力的思路,采用理正深基坑软件计算了钢板桩的受力变形及拉杆轴力,并将双排钢板桩围堰看作重力式挡土墙,分析了双排钢板桩围堰抗倾覆与抗滑移稳定性;对比分析计算结果得出规范建议的方法计算得到的钢板桩剪力、弯矩及拉杆轴力均比有限元软件计算结果值要大,而对于钢板桩结构的水平位移比有限元软件计算结果值要小。所有断面在各工况下钢板桩的变形、钢板桩强度、拉杆轴力及围堰的抗倾覆与抗滑移安全系数都能满足设计及规范要求。（3）分析了双排钢板桩围堰内部填土的土压力分布规律,并与朗肯主动、被动及静止土压力相比较。（4）利用三维有限元软件研究在不同因素（拉杆不同标高、拉杆不同水平间距、不同的双排钢板桩间距、不同桩间地基加固区范围）影响下双排钢板桩围堰全工况下的受力、变形规律及稳定性,并结合冗余度理论分析得出围堰受力变形及稳定性对各项设计参数变化的敏感程度,对各参数的合理选取提出参考与建议。（5）提出了一种无内填土的双排钢板桩围堰结构,并分析了该围堰结构在施工与运行全过程下受力变形及稳定性,分析结果表明满足设计要求,该结构为本工程及类似工程设计提供了参考。
关键词：双排钢板桩围堰;全过程模拟;影响因素;冗余度
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 钢板桩围堰的应用
1.2.2 双排钢板桩围堰结构特性研究
1.2.3 冗余度的国内外研究
1.3 本文的研究内容
1.4 技术路线
第二章 工程概况及围堰内填土试验研究
2.1 工程背景
2.1.1 工程概况
2.1.2 水文地质情况
2.2 填土特性试验研究
2.2.1 土的级配试验
2.2.2 液塑限试验
2.2.3 土的最优含水率试验
2.2.4 不同压实度下土的抗剪强度试验
2.3 本章小结
第三章 双排钢板桩围堰全工况下受力变形规律与稳定性研究
3.1 概述
3.1.1 计算工况介绍
3.1.2 材料参数的选取
3.2 Geostudio有限元软件计算
3.2.1 模型的建立
3.2.2 围堰受力变形及稳定性分析
3.2.3 各断面方案计算结果验算与分析
3.3 不同计算方法的对比分析
3.3.1 理正深基坑软件计算
3.3.2 理正深基坑软件分析结果及与有限元分析结果对比
3.4 双排钢板桩内土压力分布规律
3.5 本章小结
第四章 不同因素对双排钢板桩围堰的影响研究及冗余度分析
4.1 概述
4.2 ABAQUS软件介绍
4.3 三维数值模拟
4.3.1 模型的建立
4.3.2 数值模拟计算结果
4.4 不同设计参数对双排钢板桩围堰的影响及冗余度分析
4.4.1 不同标高拉杆的设置对围堰结构的影响及冗余度分析
4.4.2 不同拉杆水平间距对围堰结构影响及冗余度分析
4.4.3 不同双排桩间距对围堰影响及冗余度分析
4.4.4 不同加固区范围对围堰结构影响及冗余度分析
4.5 本章小结
第五章 无内填土双排钢板桩围堰结构的适用性研究
5.1 概述
5.2 计算模型的建立
5.3 计算结果分析
5.3.1 钢板桩受力、变形对比分析
5.3.2 钢支撑受力对比分析
5.3.3 结构稳定性验算
5.4 无内填土双排钢板桩围堰适用性分析
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献