桶式基础是一种新型港工结构物，可用于淤泥质海岸防波堤、护岸和码头接岸工程的建设，具有不需要对软土地基进行开挖换填处理、无需大量砂石料、对环境影响小且工程造价低、工期短、质量可控等优势。本书通过模型试验、数值仿真、理论研究、现场试验等方法，系统研究了新型桶式基础结构在负压下沉、波浪荷载和港侧回填等不同工况下的受力情况及位移和稳定破坏模式，揭示了波浪-桶式基础结构-地基之间的静动力相互作用规律。
样章试读
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序
前言
第1章 新型防波堤结构 1
1.1 防波堤的主要结构形式 1
1.2 适合软土地基的新型防波堤结构 4
1.3 桶式基础结构的提出 7
1.4 桶式基础结构的应用 8
第2章 桶式基础结构关键技术 11
2.1 桶式基础结构的四种工况 11
2.2 桶式基础结构受力分析 13
2.3 港工结构物与地基共同作用研究进展 16
2.3.1 模型试验研究进展 16
2.3.2 数值分析进展 19
2.3.3 理论研究进展 22
2.4 桶式基础结构关键技术研究内容与方法 23
第3章 桶式基础结构离心模型试验技术 25
3.1 土工离心试验 25
3.1.1 土工离心模型的基本原理 25
3.1.2 离心模型试验设备 26
3.1.3 相似律 27
3.2 模型制作及加载、测量系统 29
3.2.1 桶式基础结构离心模型制作 29
3.2.2 地基土层制备 31
3.2.3 离心试验加载系统 33
3.2.4 离心试验模型测量系统 37
3.2.5 试验程序 38
第4章 不同工况下桶式基础结构离心模型试验 40
4.1 下沉过程桶式结构受力特性试验研究 40
4.1.1 试验方案 40
4.1.2 下沉过程桶体受力分析 41
4.1.3 下沉过程中的贯入阻力 43
4.1.4 侧壁摩擦力特性 44
4.1.5 负压下沉过程中桶体关键部位的应力变化 45
4.2 波浪荷载作用下桶式基础受力特性试验研究 47
4.2.1 试验方案 47
4.2.2 水平荷载作用下桶式基础防波堤的性状 48
4.2.3 循环往复波浪力作用下桶式基础防波堤的性状 54
4.2.4 防波堤运行阶段桶式基础结构防波堤的变位性状小结 58
4.3 回填荷载作用下桶体受力特性试验 59
4.3.1 试验方案 59
4.3.2 港侧吹填淤泥后的桶体变形稳定性状 60
4.3.3 港侧回填袋装砂后的桶体变形稳定性状 64
4.3.4 桶式基础防波堤位移变形模式和稳定破坏模式 67
4.4 离心模型试验小结 68
第5章 桶式基础结构与地基共同作用数值仿真平台 70
5.1 ABAQUS有限元软件介绍 70
5.2 南水模型在ABAQUS中的实现 71
5.2.1 土体双屈服面弹塑性模型——南水模型 71
5.2.2 南水模型计算程序的开发 74
5.3 桶式结构与地基土接触模拟 77
5.3.1 结构物与土体接触的力学描述 77
5.3.2 接触力学算法 79
5.4 本章小结 80
第6章 桶式基础结构与地基共同作用数值计算 81
6.1 桶式基础结构有限元计算模型 81
6.1.1 数值模型的建立 81
6.1.2 地基与桶体结构接触的模拟 82
6.1.3 计算参数的确定 83
6.1.4 地基初始应力场的模拟 84
6.2 波浪荷载作用下桶式基础防波堤数值计算结果 85
6.2.1 桶式基础结构变位控制点的选取 85
6.2.2 极限波浪荷载作用下桶式结构防波堤与地基土的变形 86
6.2.3 不同波浪荷载作用下桶式结构防波堤的变位分析 88
6.3 港侧回填情况下防波堤的变形与稳定 91
6.3.1 回填淤泥情况下结构与地基共同作用有限元分析结果 91
6.3.2 回填砂情况下波浪-结构-地基共同作用有限元分析结果 93
6.4 本章小结 96
第7章 桶式基础结构防波堤与地基共同作用分析 97
7.1 桶式结构桶壁土压力分析 97
7.1.1 桶壁土压力分析点 97
7.1.2 桶壁土压力沿竖向分布 98
7.1.3 桶壁土压力沿环向分布 100
7.2 桶式结构桶体摩阻力分析 102
7.2.1 摩阻力分析点 102
7.2.2 下桶外侧桶壁摩阻力 103
7.2.3 桶体端阻力分析 105
7.3 桶式基础结构的转动中心 105
7.3.1 转动中心与土压力及稳定性的关系 105
7.3.2 影响转动中心位置的因素分析 106
7.3.3 桶体转动中心的确定 109
7.4 桶式基础结构稳定性解析分析 110
7.4.1 极限状态下桶体结构受力 110
7.4.2 土压力计算公式 111
7.4.3 摩阻力计算公式 115
7.4.4 桶体稳定性计算公式 116
7.5 本章小结 119
第8章 桶式基础结构现场试验 121
8.1 现场试验内容 121
8.2 负压下沉过程中桶体结构现场测试 123
8.2.1 负压下沉中桶体位移 123
8.2.2 负压下沉中桶体受力 124
8.2.3 负压下沉中桶体内力 130
8.2.4 负压下沉中桶体结构与地基相互作用 137
8.3 波浪荷载作用下桶体结构现场测试 139
8.3.1 波浪作用下的桶壁总土压力 139
8.3.2 波浪作用下的桶壁有效应力和超静孔隙水压力 141
8.4 本章小结 144
第9章 结论与展望 146
9.1 主要结论 146
9.2 展望 147
参考文献 149
索引 153
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