数值分析结果-上下结构分离与刚性连接的极限荷载表

2.2.3.1　计算基础条件

根据连云港港徐圩港区四号吹填区围堤工程的设计资料，各土层分布见表2-5，土体物理力学指标见表2-6。

表2-5　各土层标高范围统计表

表2-6　土体物理力学指标

水域潮位均以当地理论最低潮面为起算基面，徐圩港区所在区域潮位特征值及设计水位如下：

（1）设计高水位：5.41m（高潮累计频率10%的潮位）。

（2）设计低水位：0.49m（低潮累计频率90%的潮位）。

（3）极端高水位：6.53m（50年一遇高水位）。

（4）极端低水位：－0.57m（50年一遇低水位）。

2.2.3.2　结构基本尺度

分析对象基本尺度如图2-17所示：

（1）上部沉箱（矩形沉箱）：Lt＝14m，Ht＝11.5m。

（2）下部桶体：Lb＝36.6m，Wb＝20.0m，Hb＝11.0m。

图2-17　垫层过渡型分离桶式基础结构基本尺度

（3）垫层厚度hd＝1.0m。

2.2.3.3　计算结果及分析(www.xing528.com)

上部沉箱位移曲线呈现非线性变化特性，如图2-18～图2-20所示，荷载P超过某一临界数值时，水平位移曲线明显出现拐点，竖向沉降和倾角也出现拐点，但是变化幅度相对较缓。下桶曲线呈现非线性变化特性，如图2-21～图2-23所示，但是变化幅度相对较缓。因此，结构破坏类型为上部沉箱抗滑失稳。极限荷载标准值Pu可以根据重力式沉箱稳定计算公式计算。

为了进一步对比分析，评估上部和下部结构分离对整体结构的承载能力带来的影响。假定上下结构之间为刚性连接，采用虚拟加载法对结构进行数值加载计算。数值方法计算得到的上下结构分离、上下结构刚性连接两种情况的极限荷载标准值结果见表2-7。

图2-18　上部沉箱位移Ux曲线

图2-19　上部沉箱位移Uz曲线

图2-20　上部沉箱转角θ曲线

图2-21　下桶位移Ux曲线

图2-22　下桶位移Uz曲线

图2-23　下桶转角θ曲线

表2-7　极限荷载标准值计算结果

上下结构刚性连接时极限荷载标准值是上下分离结构形式结构的1.5倍，因此可以得到以下结论：

（1）垫层过渡型分离桶式基础结构上下结构分开设置相对上下刚性连接的整体桶式基础结构承载能力有较大下降。

（2）垫层过渡型分离桶式基础结构的失稳破坏方式主要为上部沉箱抗滑失稳。