绞吸式挖泥船定位桩台车系统设计和研究

《绞吸式挖泥船定位桩台车系统设计和研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、上海交通大学硕士学位论文第一章绪论较差。上世纪70年代以来，随着液压技术、计算机技术、喷涂技术的广泛应用以及仪表技术、材料耐磨技术的日益提高，挖泥船的主尺度的逐渐增大，生产率得到提高。定位桩台车的尺度也迅速增加，80年代以来，大型台车开始采用液压油缸作为提桩和移位的驱动力，这使得绞吸式挖泥船的挖掘精度和效率大大提升。在现阶段的超大型定位桩台车的设计过程中，液压驱动还被作为缓冲装置的重要组成部分得到应用。荷兰I.H.C.公司是世界上设计、制造挖泥船的著名公司，在其最近设计制造的大型绞吸式挖泥船“D’ARTAGNAN”号上运用了很多新技术。“D’A

2、RTAGNAN”号的定位桩台车在纵向、横向和垂向都设置了缓冲装置，大大提高了绞吸式挖泥船对恶劣环境的适应能力。液压油缸是这些缓冲装置中的关键设备。由该公司设计生产的另一艘大型绞吸式挖泥船“J.F.JDeNul”号上的台车也使用了由液压油缸组成的缓冲设备[3]。大型台车的设计向着更完善的功能、更高的安全性、更智能、更环保的方向发展随着疏浚市场的不断发展，通过引进国外的先进技术和设备，我国已先后制造完成了1500m3/h、3000m3/h、3500m3/h、4000m3/h、4500m3/h等多种规格的绞吸式挖泥船。对于大中型定位桩台车的设计制造，

3、国内也积累了一定的经验，但超大型定位桩台车设计制造的关键技术仍有待突破。1.3.2桩—土分析的发展与研究现状桩是最古老的基础形式之一，在人类有历史记载以前，就已经在地基土条件不利的河谷及洪积地区采用了桩基工程的方法。在水泥未问世以前，人们利用木桩和石桩；19世纪中叶以后，随着水泥的问世和发展，开始出现钢筋混凝土桩；20世纪20年代以后各种材料的桩得到迅速发展，桩基理论和技术也取得了重大的突破。目前涉及桩—土共同作用的分析方法主要有以下四种：1.载荷传递法载荷传递法是由Seed和Reese(1957)[4]提出的一种比较简单且实用的方法。载荷传递

4、法把桩划分为许多单元，每一单元和土体之间采用非线性弹簧联系，以模拟桩—土间的载荷传递关系，桩端土也采用非线性弹簧与桩端联系。这些非线性弹簧的应力应变关系即表示桩侧摩阻力、桩端阻力与剪切位移间的关系，这一关系被称为载荷传递函数。4上海交通大学硕士学位论文第一章绪论2.弹性理论法Poulos和Davis等人自从20世纪60年代起，以弹性理论为基础，对桩—土作了大量的研究。弹性理论假定桩插在一个理想均匀、各向同性的弹性半空间内，土体的弹性模量和泊松比不因桩的存在而发生改变，在此基础上研究桩—土之间作用力和位移之间的关系。线性弹性地基反力法假定地基服从

5、胡克定律，地基反力p与桩上任何一点的位移y成正比。这个假定最初是由温克尔(E.Winkler)在1867年提出，因此也被称作Winkler地基模型[5]。Winkler假定模型是由一个个独立动作的离散型弹簧所组成的弹性体，如果给某一弹簧加上力，则仅受力弹簧与力成比例的缩短，而其他弹簧完全不受其影响。线性弹性地基反力法中，张有龄法[6]是比较常用的方法。该方法假定地基反力系数K随深度不变，桩有足够长的埋深，同时考虑了地表面地基弹性的降低。对桩结构物通过一般的位移法求解，可以求得桩头刚度矩阵，并可以储存大量的地基反力系数与土质间的相互关系。另一种方

6、法假定地基反力系数K(x)是深度x的函数，对于p=kxmy，当m=1时有罗[13]、卡明斯(Cummings)[7]、里斯—马特洛克(Reese-Matlock)等方法[8]；当m为任意数值时有帕尔默—汤普森(Palmer-Thompson)的方法[9][10]；对于p=K(x)y，在处理K(x)这一任意函数形式时，有猪濑—竹下的逐次近似法、格利塞法[11]、莱文顿(Levinton)[12]的剩余反力法等方法。在海洋工程方面，以弹性理论为基础，美国石油学会API-2A[14]在试验基础上提出了固定式平台桩基承载力的计算方法和横向载荷——位移的

7、关系曲线。3.剪切位移法剪切位移法认为桩侧剪应力向外传播，引起土体的剪切变形，由于在推导过程中采用不少假设，因此为近似解析解。4.数值分析方法由于桩基试验花费较高，且桩—土工作性状复杂，影响因素众多，因此现场试验难度较大。近几十年来，随着计算机技术的日新月异、本构模型和数值方法的不断发展和完善推动了岩土数值计算的发展。岩土数值计算方法有两类，一类方法是将土视为连续介质，随后将其离散化，如有限单元法、有限差分法、边界5上海交通大学硕士学位论文第一章绪论单元法以及各种方法的耦合。另一类计算方法是考虑岩土材料本身的不连续性，如裂缝及不同材料间界面的界

8、面模拟和界面单元的使用，如离散元法(DEM)、不连续变形分析(DDA)、流形元法(MEM)和颗粒流(PFC)等数值计算方法。1.4本文的主要研究内容和