ABAQUS模拟下耿楼船闸填土后土压力三维分析与朗肯法对比

耿楼船闸回填土后边墙土压力三维分析是一项针对船闸稳定性进行深入研究的重要课题。许波博士，作为河海大学土木工程学院的研究者，使用了大型有限元软件ABAQUS，结合弹塑性理论，对特定船闸在填土施工过程中，闸室墙体承受的土压力进行了细致的三维模拟。这种模拟方法旨在对比分析与经典的朗肯土压力理论，即当土体达到极限平衡状态时，通过考虑土单元体的极限平衡条件来确定土压力。 在分析过程中，作者首先介绍了工程概况，包括船闸的设计参数，如门顶高度、闸首底板尺寸等，以及上下游引航道的特征。然后，他们引用了朗肯土压力理论，这是一种基于假设土体为水平半无限体，墙背光滑的简化模型，用来计算主动土压力。主动土压力系数（Ka）和粘聚力（C）是该理论中的关键参数，公式（1）展示了如何根据这些参数和填土的竖向应力（σ）来计算土压力。 接着，文章展示了具体计算步骤。例如，第一层土的主动土压力系数被计算为Ka，而拉应力区的深度则基于土压力系数（aK）、粘聚力（c）和土体竖向应力与拉应力区深度的关系。计算结果显示，ABAQUS的三维模拟与朗肯土压力法得出的土压力结果有良好的一致性，两者数值差异较小，都在允许范围内，表明这种方法对船闸的稳定性影响微乎其微。 通过这项工作，研究者不仅验证了现有理论的有效性，还为类似工程项目的土压力分析提供了数值支持。这有助于确保船闸结构的稳定性和安全性，同时对于施工过程中的土压力管理具有实际应用价值。未来的研究可能进一步探讨其他影响因素，如土体的非线性行为或时间效应，以提供更为精确的预测模型。