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地基不均匀沉降是导致建筑工程事故发生的主要原因之一,大部分的建筑都会发生一定程度上的不均匀沉降,但由于程度轻微,且在设计范围之内,因此危害较小且可控,但对于程度较大的不均匀沉降,则会引起建筑结构开裂和建筑物倾斜等事故,轻者影响建筑的美观和使用功能,重者则会使建筑结构出现破坏,甚至造成倾塌或结构彻底失效,从而造成较大的人员和经济损失。相对于整体式闸室结构,分离式闸室结构的闸墙和底板各自受力,且相互影响,对船闸的变位敏感,适应不均匀沉降能力较差,因此研究分离式闸室结构在不均匀沉降条件下的受力特性非常重要,可以此分析闸室结构的薄弱位置与不均匀沉降的关系,为船闸的设计、维护提供参考。
本论文所做的研究工作及相应成果如下:
1.综述分离式闸室结构的研究现状,不均匀沉降的原因及其危害,以及船闸结构的研究方法,提出了目前船闸不均匀沉降研究中的不足。
2.运用ANSYS有限元软件建立了分离式船闸闸室三维有限元模型,模拟闸室与周围土体相互作用,并通过某一船闸的原观成果验证了模型的可靠性。
3.分析了不同不均匀沉降模式以及不同闸墙底板沉降差对分离式闸室结构受力特性的影响,并总结了闸墙各特征部位内力随不均匀沉降变化的规律;探寻了不同不均匀沉降模式下,闸室结构的安全性与不均匀沉降的关系,提出了预防和降低结构不均匀沉降危害的建议。
4.分析研究表明:在本次研究的两种沉降模式下,除高水工况不均匀沉降初期闸室底板的应力分布有所变化外,闸室各工况应力分布基本一致;闸室各部位的第一主应力、第三主压应力以及等效应力在不同工况下基本随着闸墙底板单宽沉降差的增加逐渐增大,且增长速率一般随着闸墙底板单位宽度沉降差的增加逐渐减小。
5.在本次研究范围内,闸室较容易出现危险的部位为闸室底板跨中、底板铰接处中部、闸墙墙背中部以及闸墙底板底面,最不利工况为检修工况,对于钢筋混凝土结构的闸室,应对这些部位加强验算,对于抗渗要求较高的部位,可适当加配钢筋或使用预应力钢筋;素混凝土结构闸室适应不均匀沉降的能力很弱,因此,对于一些地质条件较复杂的地基,应尽量采用钢筋混凝土结构,并对沉降敏感部位加强验算,避免由于不均匀沉降造成破坏。
本论文所做的研究工作及相应成果如下:
1.综述分离式闸室结构的研究现状,不均匀沉降的原因及其危害,以及船闸结构的研究方法,提出了目前船闸不均匀沉降研究中的不足。
2.运用ANSYS有限元软件建立了分离式船闸闸室三维有限元模型,模拟闸室与周围土体相互作用,并通过某一船闸的原观成果验证了模型的可靠性。
3.分析了不同不均匀沉降模式以及不同闸墙底板沉降差对分离式闸室结构受力特性的影响,并总结了闸墙各特征部位内力随不均匀沉降变化的规律;探寻了不同不均匀沉降模式下,闸室结构的安全性与不均匀沉降的关系,提出了预防和降低结构不均匀沉降危害的建议。
4.分析研究表明:在本次研究的两种沉降模式下,除高水工况不均匀沉降初期闸室底板的应力分布有所变化外,闸室各工况应力分布基本一致;闸室各部位的第一主应力、第三主压应力以及等效应力在不同工况下基本随着闸墙底板单宽沉降差的增加逐渐增大,且增长速率一般随着闸墙底板单位宽度沉降差的增加逐渐减小。
5.在本次研究范围内,闸室较容易出现危险的部位为闸室底板跨中、底板铰接处中部、闸墙墙背中部以及闸墙底板底面,最不利工况为检修工况,对于钢筋混凝土结构的闸室,应对这些部位加强验算,对于抗渗要求较高的部位,可适当加配钢筋或使用预应力钢筋;素混凝土结构闸室适应不均匀沉降的能力很弱,因此,对于一些地质条件较复杂的地基,应尽量采用钢筋混凝土结构,并对沉降敏感部位加强验算,避免由于不均匀沉降造成破坏。