近年來(lái),世界各國(guó)都在致力完善交通基礎(chǔ)設(shè)施,修建了一批深水橋梁。由于這類橋梁下部結(jié)構(gòu)的部分甚至全部處于深水中,不但水體本身的存在會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)自身的動(dòng)力特性產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響其在地震時(shí)的動(dòng)力響應(yīng);而且環(huán)境中長(zhǎng)期的水流、波浪的共同作用也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生影響。而相關(guān)研究目前仍存在不足,其中對(duì)于深水空心橋墩的研究則相對(duì)較少。因此,開(kāi)展深水橋墩在地震、水流以及波浪作用下的流固耦合效應(yīng)研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。主要研究?jī)?nèi)容有:（1）針對(duì)實(shí)際工程中常用的圓形空心橋墩,根據(jù)勢(shì)流體的有限單元法建立了單墩的流場(chǎng)數(shù)值分析模型,進(jìn)行了不同水深、不同壁厚以及空心橋墩有無(wú)內(nèi)域水的橋墩動(dòng)力特性以及地震響應(yīng)分析。分析結(jié)果表明:橋墩的自振頻率隨著水深的增加而降低;橋墩壁厚越薄,自振頻率降低更大,且橋墩內(nèi)域水會(huì)加大水深對(duì)橋墩自振頻率的影響;在地震作用下,橋墩的動(dòng)力響應(yīng)會(huì)隨著水深的增加而增加,且橋墩壁厚越薄和墩內(nèi)有內(nèi)域水均會(huì)加大水深對(duì)橋墩動(dòng)力響應(yīng)的影響。（2）建立了墩-波、流場(chǎng)耦合三維數(shù)值模型,分別研究了橋墩在水流、波浪作用下的動(dòng)力響應(yīng)。分析結(jié)果表明:水流流速與波浪波高的增加均會(huì)增大橋墩的動(dòng)力響應(yīng);波浪周期的增大會(huì)降低橋... 

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 深水橋梁的建設(shè)現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外深水橋梁建設(shè)現(xiàn)狀
        1.2.2 我國(guó)深水橋梁建設(shè)現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 動(dòng)水效應(yīng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 波浪理論的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 波浪、水流以及地震作用的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 流固耦合基礎(chǔ)理論與方法選擇
    2.1 水-結(jié)構(gòu)相互作用的分析方法
        2.1.1 Morison方程法
        2.1.2 輻射波浪法
        2.1.3 流體單元法
        2.1.4 方法比較與選擇
    2.2 圓形墩柱繞流影響因素
    2.3 波浪概述與理論
        2.3.1 波浪的概述
        2.3.2 線性波浪理論
        2.3.3 斯托克斯波浪理論
        2.3.4 數(shù)值造波方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 深水空心圓形截面墩地震響應(yīng)分析
    3.1 計(jì)算模型及相應(yīng)參數(shù)
        3.1.1 模型概況
        3.1.2 阻尼參數(shù)
        3.1.3 地震波的選取
    3.2 深水空心圓形截面墩自振特性分析
        3.2.1 水深對(duì)自振頻率的影響
        3.2.2 水域?qū)ψ哉耦l率的影響
        3.2.3 壁厚對(duì)自振頻率的影響
    3.3 深水空心圓形截面墩的動(dòng)力響應(yīng)分析
        3.3.1 水對(duì)橋墩墩頂位移的影響
        3.3.2 水對(duì)橋墩墩底剪力的影響
        3.3.3 水對(duì)橋墩墩底彎矩的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 水流作用下橋墩的動(dòng)力響應(yīng)分析
    4.1 水流作用下圓形實(shí)體橋墩動(dòng)力響應(yīng)分析
        4.1.1 有限元模型的建立
        4.1.2 橋墩的繞流分析
        4.1.3 不同流速的動(dòng)力影響分析
        4.1.4 不同水深的動(dòng)力影響分析
    4.2 水流作用下無(wú)內(nèi)域水的圓形空心橋墩動(dòng)力響應(yīng)分析
        4.2.1 有限元模型的建立
        4.2.2 不同流速的動(dòng)力影響分析
        4.2.3 不同水深的動(dòng)力影響分析
    4.3 水流作用下有內(nèi)域水的圓形空心橋墩動(dòng)力響應(yīng)分析
        4.3.1 有限元模型的建立
        4.3.2 不同流速的動(dòng)力影響分析
        4.3.3 不同水深的動(dòng)力影響分析
    4.4 圓形空心橋墩有無(wú)內(nèi)域水對(duì)比分析
    4.5 水流作用下多墩動(dòng)力響應(yīng)分析
        4.5.1 有限元模型的建立
        4.5.2 水流作用下多墩動(dòng)力響應(yīng)分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 波、流聯(lián)合作用下橋墩的動(dòng)力響應(yīng)分析
    5.1 三維數(shù)值波浪水槽模擬
        5.1.1 三維數(shù)值波浪水槽模型的建立
        5.1.2 三維數(shù)值波浪的傳播分析
    5.2 波浪作用下無(wú)內(nèi)域水的圓形空心橋墩動(dòng)力響應(yīng)分析
        5.2.1 模型的建立
        5.2.2 不同波高
        5.2.3 不同周期
        5.2.4 不同水深
    5.3 波浪作用下有內(nèi)域水的圓形空心橋墩動(dòng)力響應(yīng)分析
        5.3.1 模型的建立
        5.3.2 不同波高
        5.3.3 不同周期
        5.3.4 不同水深
        5.3.5 空心墩有無(wú)內(nèi)域水對(duì)比分析
    5.4 波、流聯(lián)合作用下圓形空心橋墩動(dòng)力響應(yīng)分析
        5.4.1 不同波高
        5.4.2 不同流速
        5.4.3 聯(lián)合作用與單獨(dú)作用對(duì)比分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于貝葉斯更新的深水橋墩波浪動(dòng)力響應(yīng)概率模型[J]. 張家瑞,魏凱,秦順全.  工程力學(xué). 2018(08)
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[4]流體與固體介質(zhì)中有限振幅波、孤立波的傳播和相互作用的理論與求解方法研究[D]. 那仁滿都拉.吉林大學(xué) 2005

碩士論文
[1]潮流作用下橋墩周邊水流特性及局部沖刷研究[D]. 高徐昌.浙江大學(xué) 2018
[2]波、流環(huán)境中深水橋墩地震響應(yīng)特性研究[D]. 白曉宇.北京交通大學(xué) 2017
[3]波流和地震聯(lián)合作用下橋墩動(dòng)力響應(yīng)試驗(yàn)研究[D]. 唐澤明.大連理工大學(xué) 2017
[4]圓柱橋墩繞流的數(shù)值模擬研究[D]. 吉鴻敏.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2015
[5]強(qiáng)地震區(qū)深水大跨度斜拉橋的地震響應(yīng)分析[D]. 周桂吉.西南交通大學(xué) 2015
[6]考慮深水作用的斜拉橋地震響應(yīng)分析[D]. 孫競(jìng)飛.西南交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3651298