【摘 要】
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凿岩码头是以岩石为主体,通过对岩体进行开凿、移除和加固处理,在岩体表面布置钢筋混凝土面板、板桩等构件进行支护的新型码头结构。与沉箱重力式、高桩式码头不同,大型凿岩码头受限于设计理论缺乏和技术制约,在我国码头工程中少有应用。对码头岩体中的裂隙进行加固是结构稳定的前提,有必要对岩体裂隙的加固方案开展研究。本文依托福建连江陆岛码头工程,采用极限平衡理论法和有限元法,对凿岩码头的稳定性、裂隙加固构件进行计
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凿岩码头是以岩石为主体,通过对岩体进行开凿、移除和加固处理,在岩体表面布置钢筋混凝土面板、板桩等构件进行支护的新型码头结构。与沉箱重力式、高桩式码头不同,大型凿岩码头受限于设计理论缺乏和技术制约,在我国码头工程中少有应用。对码头岩体中的裂隙进行加固是结构稳定的前提,有必要对岩体裂隙的加固方案开展研究。本文依托福建连江陆岛码头工程,采用极限平衡理论法和有限元法,对凿岩码头的稳定性、裂隙加固构件进行计算分析,得到凿岩码头及相应支护加固方案的设计思路与计算方法。针对凿岩码头的岩体沿裂隙的滑移、倾覆破坏,研究了板桩、锚杆和抗滑桩三种支护和加固方案。首先,根据极限平衡理论,通过力平衡、力矩平衡提出各加固方案的设计计算方法。然后,利用有限元建立凿岩码头及裂隙加固构件的模拟模型,对各方案进行优化。最后,对比有限元计算结果与极限平衡理论的计算结果,验证各方案的有效性和安全性,优化并总结出适用于凿岩码头的计算思路和基本规律。通过对凿岩码头的板桩、锚杆和抗滑桩加固方案进行计算分析,得到结论如下:(1)根据岩石完整程度选择凿岩码头的加固和支护方案。对于不够完整,破碎程度大,裂隙多的岩体,选择板桩作为支护和码头结构;岩石破碎程度小,裂隙较少的岩体,采用斜向锚杆对裂隙作加固处理;裂隙较多的岩体,采用桩基对裂隙作加固处理。(2)针对凿岩码头岩体中的贯通裂隙危险面,沿裂隙方向布设锚杆,利用锚杆构件提供抗剪、抗拉力来维持岩体稳定。采用极限平衡理论和数值模拟计算,来确定锚杆布置和参数。(3)针对凿岩码头岩体中的贯通裂隙面,在码头面上布设竖直灌注桩,利用灌注桩提供抗滑力来维持岩体稳定。采用极限平衡理论和数值模拟计算,来确定灌注桩的布置和参数。根据福建连江陆岛码头的地质条件,通过对比分析各种加固和支护方案的优劣和适用情况,可选择开凿岩体、利用灌注嵌岩桩对岩石裂隙和码头岩体进行加固的方案来建造凿岩码头。
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