港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟

王婷婷; 卢永昌; 彭志豪

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

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港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟

王婷婷, 卢永昌, 彭志豪

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王婷婷, 卢永昌, 彭志豪. 港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟[J]. 水科学进展, 2019, 30(6): 834-844. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

引用本文:

王婷婷, 卢永昌, 彭志豪. 港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟[J]. 水科学进展, 2019, 30(6): 834-844. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

WANG Tingting, LU Yongchang, PENG Zhihao. Stability and deformation characteristics of island wall formed by deep-buried large diameter steel cylinders in the east-west artificial island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(6): 834-844. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

Citation:

WANG Tingting, LU Yongchang, PENG Zhihao. Stability and deformation characteristics of island wall formed by deep-buried large diameter steel cylinders in the east-west artificial island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(6): 834-844. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

中交第四航务工程勘察设计院有限公司, 广东广州 510230

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51520105014）

详细信息

作者简介:
王婷婷(1981-),女,河南商城人,教授级高级工程师,博士,主要从事港工结构设计和数值模拟及土与结构共同作用等研究。E-mail:wangtt@fhdigz.com

中图分类号: P753

Stability and deformation characteristics of island wall formed by deep-buried large diameter steel cylinders in the east-west artificial island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge

CCCC-FHDI Engineering Co., Ltd., Guangzhou 510230, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51520105014).

摘要: 深埋式大直径钢圆筒是一种新型海工结构，目前尚未有公众一致认可的结构稳定性分析方法，严重阻碍了大直径钢圆筒结构在实际工程中的推广使用。为进一步完善新型结构的理论基础，研究结合港珠澳大桥人工岛工程实例，基于PLAXIS 3D分析平台，针对深埋式大直径钢圆筒岛壁结构开展三维弹塑性建模分析。研究结果表明：当大直径钢圆筒结构深埋于软黏土地基时，圆筒顶部水平位移相对较大，但其整体稳定性可以获得较大提升。数值模型计算分析的方法与基于OCDI的平面分析理论相结合，并通过实际工程案例中测量数据的验证，最终形成一套可靠的深埋式大直径钢圆筒抗剪抗滑稳定性计算方法和判别标准，并对钢圆筒结构用于港口水工建筑物的适用性提出了原则性建议。研究成果可为类似工程的设计与优化提供理论依据和参考实例。
- 海洋工程 /
- 深埋式 /
- 大直径圆筒 /
- 岛壁结构 /
- 建模研究 /
- 稳定性
Abstract: As one kind of innovative marine structure,there still not exist public recognized stability analysis theory and practical method for the deep-buried large diameter steel cylinder yet,which seriously blocked the popularization and application of large diameter steel cylinder structure in practical engineering implementation. In order to further improve the theoretical basis of the new structure,this paper carried out three-dimensional elastic-plastic modeling analysis of deep-buried large diameter steel cylinder which is used as wall structure of artificial island in the project of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge based on PLAXIS 3-D software. The research results show that the horizontal deformation is relatively enlarged,but the overall stability can be greatly improved when the large diameter steel cylinder structure is deeply buried in soft clay foundation as the artificial island wall,.Combining the numerical simulation results and the theoretical plane strain analysis method provided by OCDI standard,a reliable shear and sliding stability calculation method is finally summarized with one set of quantitative evaluation criteria by verifying the measured data of deep-buried large diameter steel cylinder in the practical engineering of the east-west island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge. The research results also provode principle suggestions of the applicability of steel cylinder structure to port engineering,which can provide theoretical basis and Engineering reference for the design and optimization of similar constructions.
- ocean engineering /
- deep buried /
- large diameter steel cylinder /
- island wall structure /
- modeling research /
- stability

[1]	高祥宇, 高正荣, 卢中一. 海域岛隧结合区水流结构和沉管沉放过程水流力试验研究 . 水科学进展, 2019, 30(6): 854-862. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.009
[2]	程永舟, 吕行, 王文森, 黄筱云, 夏波. 波流作用下大直径淹没圆柱局部冲刷试验研究 . 水科学进展, 2019, 30(6): 872-881. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.011
[3]	张舒羽, 周维, 史英标. 千岛湖配水工程对钱塘江河口盐水入侵影响 . 水科学进展, 2016, 27(6): 876-882. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.06.010
[4]	吴桂平, 刘元波. 海洋重要水文参数的卫星遥感反演研究综述 . 水科学进展, 2016, 27(1): 139-151. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.01.015
[5]	张晨笛, 李志威, 王兆印. 碰撞作用下单个阶梯-深潭稳定性模型 . 水科学进展, 2016, 27(5): 705-715. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.008
[6]	王浩, 李丹勋, 陈启刚, 王兴奎. 基于图像处理的明渠紊流近壁区条带结构试验 . 水科学进展, 2015, 26(2): 257-264. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.02.014
[7]	李炎隆. 关于水工结构工程专业国家自然科学基金研究热点的认识 . 水科学进展, 2015, 26(5): 752-758. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.017
[8]	李志威, 王兆印, 张晨笛, 余国安, 张康, 漆力健. 人工阶梯-深潭破坏案例与稳定性分析 . 水科学进展, 2015, 26(6): 820-828. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.06.008
[9]	肖毅, 邵学军, 周建银. 基于尖点突变的河型稳定性判定方法 . 水科学进展, 2012, 23(2): 179-185. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2003.014
[10]	章少辉, 许迪, 李益农, 白美健. 一维畦灌施肥地表水流与溶质运移耦合模型——Ⅱ.模型验证 . 水科学进展, 2011, 22(2): 196-202.
[11]	徐利岗, 周宏飞, 李彦, 李晖, 汤英. 中国北方荒漠区降水稳定性与趋势分析 . 水科学进展, 2008, 19(6): 792-799.
[12]	王震, 魏有兴, 张长宽. 基于潮流数值模拟的设计潮位推算方法 . 水科学进展, 2007, 18(4): 566-569.
[13]	赵景峰, 秦大河, 长岛秀树, 雷加强, 魏文寿. 博斯腾湖的咸化机理及湖水矿化度稳定性分析 . 水科学进展, 2007, 18(4): 475-482.
[14]	王玉海, 喻国华, 胡彦君. 明渠水流自由面失稳与滚波发育研究 . 水科学进展, 2006, 17(6): 881-886.
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[19]	汪富泉, 曹叔尤, 丁晶. 河湾形态演变的自组织及其稳定性 . 水科学进展, 2001, 12(1): 7-16.
[20]	白占国, 万国江. 喀斯特区域的水化学不稳定性——以黔中地区为例 . 水科学进展, 1998, 9(4): 325-332.

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港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

中交第四航务工程勘察设计院有限公司, 广东广州 510230

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51520105014）

作者简介:
王婷婷(1981-),女,河南商城人,教授级高级工程师,博士,主要从事港工结构设计和数值模拟及土与结构共同作用等研究。E-mail:wangtt@fhdigz.com

收稿日期: 2019-01-01
刊出日期: 2019-12-25

中图分类号: P753

关键词:

深埋式 /

摘要: 深埋式大直径钢圆筒是一种新型海工结构，目前尚未有公众一致认可的结构稳定性分析方法，严重阻碍了大直径钢圆筒结构在实际工程中的推广使用。为进一步完善新型结构的理论基础，研究结合港珠澳大桥人工岛工程实例，基于PLAXIS 3D分析平台，针对深埋式大直径钢圆筒岛壁结构开展三维弹塑性建模分析。研究结果表明：当大直径钢圆筒结构深埋于软黏土地基时，圆筒顶部水平位移相对较大，但其整体稳定性可以获得较大提升。数值模型计算分析的方法与基于OCDI的平面分析理论相结合，并通过实际工程案例中测量数据的验证，最终形成一套可靠的深埋式大直径钢圆筒抗剪抗滑稳定性计算方法和判别标准，并对钢圆筒结构用于港口水工建筑物的适用性提出了原则性建议。研究成果可为类似工程的设计与优化提供理论依据和参考实例。

English Abstract

Stability and deformation characteristics of island wall formed by deep-buried large diameter steel cylinders in the east-west artificial island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge

CCCC-FHDI Engineering Co., Ltd., Guangzhou 510230, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51520105014).

Received Date: 2019-01-01
Publish Date: 2019-12-25

Keywords:

Abstract: As one kind of innovative marine structure,there still not exist public recognized stability analysis theory and practical method for the deep-buried large diameter steel cylinder yet,which seriously blocked the popularization and application of large diameter steel cylinder structure in practical engineering implementation. In order to further improve the theoretical basis of the new structure,this paper carried out three-dimensional elastic-plastic modeling analysis of deep-buried large diameter steel cylinder which is used as wall structure of artificial island in the project of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge based on PLAXIS 3-D software. The research results show that the horizontal deformation is relatively enlarged,but the overall stability can be greatly improved when the large diameter steel cylinder structure is deeply buried in soft clay foundation as the artificial island wall,.Combining the numerical simulation results and the theoretical plane strain analysis method provided by OCDI standard,a reliable shear and sliding stability calculation method is finally summarized with one set of quantitative evaluation criteria by verifying the measured data of deep-buried large diameter steel cylinder in the practical engineering of the east-west island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge. The research results also provode principle suggestions of the applicability of steel cylinder structure to port engineering,which can provide theoretical basis and Engineering reference for the design and optimization of similar constructions.

王婷婷, 卢永昌, 彭志豪. 港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟[J]. 水科学进展, 2019, 30(6): 834-844. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

引用本文:

王婷婷, 卢永昌, 彭志豪. 港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟[J]. 水科学进展, 2019, 30(6): 834-844. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

Citation:

WANG Tingting, LU Yongchang, PENG Zhihao. Stability and deformation characteristics of island wall formed by deep-buried large diameter steel cylinders in the east-west artificial island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(6): 834-844. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

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doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

作者简介: 王婷婷(1981-),女,河南商城人,教授级高级工程师,博士,主要从事港工结构设计和数值模拟及土与结构共同作用等研究。E-mail:wangtt@fhdigz.com

Stability and deformation characteristics of island wall formed by deep-buried large diameter steel cylinders in the east-west artificial island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge

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港珠澳大桥东西人工岛深埋式大圆筒岛壁结构稳定与变位模拟

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.06.007

中交第四航务工程勘察设计院有限公司, 广东广州 510230

作者简介: 王婷婷(1981-),女,河南商城人,教授级高级工程师,博士,主要从事港工结构设计和数值模拟及土与结构共同作用等研究。E-mail:wangtt@fhdigz.com

English Abstract

Stability and deformation characteristics of island wall formed by deep-buried large diameter steel cylinders in the east-west artificial island of Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge

CCCC-FHDI Engineering Co., Ltd., Guangzhou 510230, China

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作者简介:
王婷婷(1981-),女,河南商城人,教授级高级工程师,博士,主要从事港工结构设计和数值模拟及土与结构共同作用等研究。E-mail:wangtt@fhdigz.com

作者简介:
王婷婷(1981-),女,河南商城人,教授级高级工程师,博士,主要从事港工结构设计和数值模拟及土与结构共同作用等研究。E-mail:wangtt@fhdigz.com