【技术实现步骤摘要】
一种钢圆筒抗倾稳定性预测方法
[0001]本专利技术属于海上或水上钢圆筒稳定性计算
，具体涉及一种钢圆筒抗倾稳定性预测方法。
技术介绍
[0002]钢圆筒用于软土地基上建设岛屿与其他海岸工程已经被成功用于广州番禺护岸、港珠澳大桥链接岛、深中通道链接岛、香港机场等大型工程，但在应用中也发生了几次倾倒破坏，其稳定性设计计算方法还有不完善的地方。
[0003]目前钢圆筒抗倾稳定性的计算方法主要有：1.重力式结构稳定性法；2.摩阻力法；3.无锚板桩稳定性法；4.吸力式桶形基础水平承载力法；5.圆筒极限变位控制法。这五种方法的基本假设、思路、参数取值和计算结果，差异较大，其基本平衡方程都是力平衡或者力矩平衡，其受力模型如下表1所示：
[0004]表1钢圆筒稳定性计算模式对比
[0005][0006][0007]通过实际工程验证可知，方法1
‑
重力式结构稳定性法和方法5
‑
圆筒极限变位控制法在计算极端工况下不符合实际工程。方法4
‑
吸力式桶形基础水平承载...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钢圆筒抗倾稳定性预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取钢圆筒埋设环境的水位线信息、土层信息、以及外荷载数据，土层信息包括：土层的厚度hi、密度γ
i
、粘聚力C
i
、摩擦角φ
i
、土体与钢圆筒的摩擦系数δ
i
；步骤2：假设钢圆筒向海侧倾倒，设钢圆筒倾倒的旋转点O的坐标为(R
xi
，R
yi
)，则旋转点O之上的陆侧钢圆筒外部的土体和旋转点O之下的海侧钢圆筒外部的土体为主动土压力Pal和Pa2，旋转点O之下的陆侧钢圆筒外部的土体和旋转点O之上的海侧钢圆筒外部的土体为被动土压力Pp1和Pp2；在钢圆筒埋土为无粘性土以及陆侧填土坡面水平的条件下，采用Rankin理论计算钢圆筒外部的主动土压力和被动土压力；步骤3：计算钢圆筒内部的填料压强3.1：将钢圆筒内部自上而上分成三段，分别是：AB段、BC段和CD段，AB段的高度：CD段的高度：BC段的高度：h2＝H
‑
h1‑
h3其中，φ为钢圆筒内填料的摩擦角；δ为钢圆筒与填料的摩擦角；D0为钢圆筒的直径；3.2：AB段的填料压强计算：钢圆筒内填料的垂直压强σ
y
为：σ
y
＝γAm+q0e
‑
h/A
K＝λ0tan(δ)式中，γ是钢圆筒内填料的容重(kN/m3)；m＝1
‑
e
‑
y/A
，y为计算深度(m)，e为自然对数，q0是外荷载，A是待定参数；λ0是填料侧推力系数；则填料对钢圆筒AB段的内壁的水平向压强σ
x
为：σ
x
＝λ0σ
y
；3.3：BC段的填料压强计算：BC段的填料压强认为是等强的，因此采用步骤3.2中的公式σ
x
＝λ0σ
y
，计算出B点处的填料压强σ
Bx
，BC段其他位置的填料压强与B点处的填料压强σ
Bx
相等；3.4：CD段的填料压强计算：计算出C点处和D点处的填料压强大小，得到CD段的填料压强随深度变化的线性关系式，其中：C点处的填料压强σ
Cx
＝B点处的填料压强σ
Bx
；D点处的填料压强采用下式计算：σ
Dx
＝λ0(σ
mid
‑
σ
x
)，其中，σ
mid
是钢圆筒底部的平均压强；步骤4：分别计算钢圆筒向海侧倾倒情况下钢圆筒外部摩擦力t2和内部摩擦力t1；4.1：计算钢圆筒外部受到的土层的摩擦力：土层i与钢圆筒外部的摩擦力E
yi
＝tan(δ
i
)
·
E
axi
或者E
yi
＝tan(δ
i
)
·
E
pxi
；
上述公式取决于土层i是参与主动土压力计算还是被动土压力计算，当土层i参与主动土压力时，E
yi
＝tan(δ
i
)
·
E
axi
；当土层i参与被动土压力时，E
yi
＝tan(δ
i
)
·
E
pxi
；4.2：计算钢圆筒内部受到的填料的摩擦力：钢圆筒内部AB段受到的摩擦力E
yt1AB
＝tan(δ)
·
σ
Bx
·
h1·
0.5钢圆筒内部BC段受到的摩擦力E
yt1Bc
＝tan(δ)
·
σ
Cx
·
h2钢圆筒内部CD段受到的摩擦力E
yt1CD<...
【专利技术属性】
技术研发人员：于长一，潘伟，李一勇，张乃受，曹永华，刘爱民，岳长喜，寇晓强，陈智军，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司天津港湾工程质量检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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