發(fā)布時間：2020-06-12 03:29

【摘要】：研究分析波浪作用下結構物的動態(tài)響應問題,是判斷結構物是否會失穩(wěn)破壞的基礎,能得到結構物的破壞機制,為實際工程中結構物的先期設計、優(yōu)化和后期維護提供科學依據,能夠避免因設計缺陷或者后期維護不當引起的巨大財產損失,研究此類問題意義重大。通過對煙臺港西港區(qū)拋石防波堤現(xiàn)場勘查報告和試驗數據的全面分析,選取了波浪、海床和防波堤性質參數,利用FSSI-CAS 2D耦合數值模型求解器模擬出了在50年一遇的極端高水位、極大波浪條件下的波浪-海床-防波堤之間的相互作用,研究分析波浪作用下煙臺港西港區(qū)拋石防波堤的動態(tài)響應問題:針對流體域進行了水動力分析,計算出波浪對防波堤的水平推力;分析了防波堤的動態(tài)響應;對海床液化形式和液化深度作出分析。得出以下結論:針對煙臺港拋石防波堤實際工程,在極端高水位、高波浪條件下,防波堤能充分發(fā)揮抵御防護作用,波浪沖擊防波堤過程中會發(fā)生越流,但是防波堤后方(靠岸一側)的水域基本不受影響,海床未發(fā)生明顯擾動;防波堤受到波浪周期性的荷載,每層所受水平推力呈現(xiàn)周期性變化,隨著后期駐波的形成,波浪高度會逐漸增加,防波堤所受水平推力有增加的趨勢,推力幅值逐漸增大,波浪穩(wěn)定后受到的動態(tài)水平推力為210 kN/延米;波浪循環(huán)作用下,防波堤第三層(EFKL層)是最容易被擾動的區(qū)域,此區(qū)域的湍流能最大達到2.6 m~2/s~2,該層迎浪一側區(qū)域受到的動態(tài)水平應力有將近8kPa,受到的剪應力最大達到10 kPa,有可能發(fā)生破壞,在防波堤的后期維護中應著重保護;防波堤前方(靠海一側)海床表層會發(fā)生瞬態(tài)液化,最大液化深度只有1 m,海床中孔隙壓力沒有累積,不會形成累積液化,對防波堤的整個穩(wěn)定性沒有明顯的影響,防波堤不會發(fā)生傾倒破壞。本文所做研究均在中國科學院武漢巖土力學研究所進行。
【圖文】：

了取得南海島礁實際掌控權，采取派兵駐扎、吹填造島等等一系列舉措，新建了大港口和近海防波堤，，這些海岸結構物的建立大大增強了國防力量，建立起了一道道防線。防波堤大約可分為三種主要形式，分別是直立式防波堤、斜坡式防波堤和浮式防。港區(qū)的建設興盛同時也帶來了防波堤結構的更新?lián)Q代，長度的伸長，建設經驗日富。例如牛恩宗、王sポ詰萚2]就從傳統(tǒng)的沉箱式防波堤中的方沉箱按適當比例取出以沉箱翼板，在平面上形成梳齒狀的梳式防波堤，這種新型防波堤可以有效削減波高達 27%~28%，可以有效降低地應力，大幅度的減少工程投資；中交第一航務工察設計院[3]設計出了半圓形防波堤，具有抗滑能力強、受到的波浪力較其他防波堤、施工簡單、抵御波浪能力強等優(yōu)點，用于天津港和長江口深水航道治理工程中，顯著。王國玉、王永學等[4]提出了一種由多層水平板組成的透空式新式防波堤結構也只是用于在試驗中，并沒有實際的工程應用，后續(xù)還需要大量的物理模型和一定程試驗進行檢驗。

海床基礎極有可能發(fā)生液化。液化的海床基礎將像重型流體載能力。如果此種情況發(fā)生，防波堤將向外海一側傾倒失穩(wěn)（圖 1-2）。水動力學來看，波浪在海面上傳播時，海床和結構物表面上會受到波浪引種波浪壓力作用傳播至海床中時，會使海床產生壓力梯度，從而隨著波浪斷變化而產生周期性的滲流。因此在波浪的循環(huán)作用下，海床土地基中的到結構物和波浪引起的荷載外，還受到滲透力的作用。在波浪周期性的荷于沙質海床，可以導致海床土地基液化，但是對于泥質海床，由于其滲透系能差，會導致土體中孔隙水壓力的上升，有效應力的下降，使海床出現(xiàn)變而使其承載力減小，導致海床的失穩(wěn)，繼而導致結構物的破壞[5-8]。波 浪防波堤傾倒
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U656.2

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5 任冰;王永學;;隨機波浪對不同接岸型式碼頭上部結構的沖擊作用研究[A];第十八屆全國水動力學研討會文集[C];2004年

6 李清烈;;淺談?chuàng)浒独撕推扑槔藢Υ暗奈：Α轮榻喅翛]引發(fā)的思考[A];中國航海學會海洋船舶駕駛專業(yè)委員會天氣海洋與航海安全論文集[C];2000年

7 任冰;丁兆強;王永學;任效忠;;單向波對浪濺區(qū)三維結構物沖擊作用的試驗研究[A];第十三屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集[C];2007年

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本文編號：2708940