【摘要】：在海洋環(huán)境中,海床基礎在波浪的循環(huán)荷載作用下,發(fā)生軟化甚至液化,進而導致基礎上方防波堤等建筑物的失穩(wěn)。以國家重點樞紐工程——山東省煙臺港西港區(qū)防波堤二期工程為背景,評價該防波堤的安全穩(wěn)定性。波浪、海床地基以及海洋建筑物之間存在著強烈的非線性相互作用,三者相互影響,是一個有機的耦合整體。傳統(tǒng)的設計規(guī)范法僅僅對海床地基的靜態(tài)承載力進行了校核,無法考慮循環(huán)動態(tài)荷載作用下,海床地基的動態(tài)響應。室內(nèi)試驗得到的結果具有較好的可靠性;但是開展試驗的成本非常高。數(shù)學計算模型不僅成本低,而且可以考慮海床地形對波浪的影響,對波浪力的計算比較準確;同時,數(shù)學計算模型還可以采用土的彈塑性本構模型描述海底地基在波浪動態(tài)荷載作用下的變形和動態(tài)承載力的變化過程。利用彈塑性本構模型PZIII描述海床土體的力學行為,采用數(shù)值耦合模型FSSI-CAS 2D為工具,計算煙臺港防波堤在50年一遇的極端波浪條件下的動態(tài)響應,從變形和液化的角度評價防波堤的安全穩(wěn)定性。根據(jù)以獲取地質(zhì)勘察資料,確定防波堤、海床地層的計算模型的幾何尺寸;通過參數(shù)估算獲取PZIII本構模型參數(shù);以煙臺港西港區(qū)實際觀測水文及波浪條件設置水動力參數(shù)。采用數(shù)值耦合模型FSSI-CAS 2D計算煙臺港防波堤在極端風浪條件下的水動力分布,防波堤的位移、受到的水平推力和傾覆彎矩,海床的變形、應力分布和孔隙壓力的動態(tài)變化過程。根據(jù)有效應力和孔隙壓力的動態(tài)響應,判斷海床液化區(qū)的分布。研究結果表明煙臺港西港區(qū)防波堤具有較強的抵御極端波浪下海水的越流能力,對于港池內(nèi)設施有很好的保護作用。該防波堤有足夠的抵抗彎矩能力,在極端波浪沖擊作用下沒有傾覆的風險。部分海底地基可能發(fā)生液化,同時防波堤下方海床基礎中存在高應力區(qū)域,防波堤豎直方向沉降和水平方向位移較小。所以,煙臺港西港區(qū)復合防波堤在服務期限內(nèi)安全穩(wěn)定可以得到保證。研究首次將數(shù)值計算模型FSSI-CAS 2D應用到復雜的實際工程案例中。定量評價海洋工程結構物的安全穩(wěn)定性,為海洋結構物的設計和使用年限內(nèi)的維護提供理論依據(jù)。
【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
【圖文】：

圖 1.1 近海區(qū)域波浪引起的結構物周邊地質(zhì)災害Oumeraci[1]詳細分析了自 1930 年代以來直立式防波堤發(fā)生破壞的案例，破壞發(fā)生的原因可歸結為結構自身的問題、外力荷載條件的問題和海床基問題等三個方面，并指出以往海岸和近海工程領域?qū)Σɡ撕奢d的關注比較多忽視了海床動力響應方面的研究。Groot 等從巖土工程學科的角度進一步細 Oumeraci 提出的和海床基礎有關的破壞形式[2]，同時指出這幾種破壞形式很大程度上與海床內(nèi)部的孔隙水壓力和有效應力的分布有關。因此，尋找能實反映結構物周圍海床動力特性的模型是深入認識防波堤破壞機理的基礎實上，在過去幾十年里，關于波浪－結構物－海床相互作用的研究受到了越多海岸和近海工程領域科研工作者的關注。其中一個主要原因是實例分析許多海岸結構物比如防波堤、管線等所遭受的破壞主要由海床基礎的不穩(wěn)成[3]。由此可知，波浪-海床-結構物是一個有機的耦合整體，結構物的破壞往往為海床基礎失去承載力而造成的。海床基礎在波浪的作用下，長期承受循環(huán)

圖 1.2 防波堤齒縫計算示意圖B′-有效作用寬度(m); B-堤身寬度(m); -波峰在上部結構底面以上的高度(m)；Z -防波堤上部結構超出水面的高度(m) ;P1, P2,P3,P′2,P′3,-波壓強度標準值(k N/m2)表 1.3 結構重要性系數(shù)安全等級 一級 二級 三級γ 1.1 1.0 0.9表 1.4 波浪力的分項系數(shù)組合情況 γ γ持久組合 1.3 1.3短暫組合 1.2 1.2根據(jù)弱鏈原理，海床的穩(wěn)定性才應該是近海結構物波浪穩(wěn)定性評價中首要關注的因素；而目前規(guī)范方法中對海床穩(wěn)定性這一因素卻關注不夠。規(guī)范方法中

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王金定;曲曉暉;;開埠前后的煙臺[J];春秋;2018年03期

2 鄒璐;;“一帶一路”背景下煙臺港集團發(fā)展戰(zhàn)略探析[J];市場周刊(理論研究);2016年05期

3 支軍;;開埠后煙臺商業(yè)的演變[J];城市史研究;2017年02期

4 歐曉華;;煙臺港[J];中國油畫;2018年06期

5 宋安勇;胡泓林;;“果賤傷農(nóng)”,農(nóng)資企業(yè)該何去何從——煙臺農(nóng)資市場實地調(diào)查(上)[J];中國農(nóng)資;2017年09期

6 張濤;;煙臺港:打造全球優(yōu)質(zhì)的化肥集散中心 2017FOB煙臺化肥論壇聚焦行業(yè)格局[J];中國農(nóng)資;2017年07期

7 張叢眾;;我和父親眼中的鐵路[J];中國鐵路文藝;2017年04期

8 隋劍平;;依靠文化力打造“煙臺港精裝化肥”服務名牌[J];中國港口;2009年08期

9 張國平;;煙臺港,集裝箱“新論”[J];集裝箱化;2006年03期

10 王傳友 ,王京;一切為了旅客的安全——煙臺港公安局加強安全管理小記[J];山東消防;2000年11期

相關會議論文 前4條

1 孫小鵬;;太陽能能源在煙臺港燈浮標上的應用[A];中國航海學會航標專業(yè)委員會沿海、內(nèi)河航標學組聯(lián)合年會學術交流論文集[C];2003年

2 欒學峰;;有效控制建設工程造價措施探究——以煙臺港工程為例[A];2012年7月建筑科技與管理學術交流會論文集[C];2012年

3 劉昊翼;;膠東半島城市近代建設發(fā)展的比較研究——以煙臺和青島為例[A];持續(xù)發(fā)展 理性規(guī)劃——2017中國城市規(guī)劃年會論文集（09城市文化遺產(chǎn)保護）[C];2017年

4 舒寧;楊麗民;;煙臺港三期工程集裝箱碼頭裝卸橋后軌道梁基礎處理[A];港口工程分會技術交流文集[C];2005年

相關重要報紙文章 前10條

1 董育成 于昕檸;魚水情暖芝罘灣[N];中國邊防警察報;2016年

2 YMG記者 慕溯 通訊員 嚴綱軒;煙臺港改革創(chuàng)新敲下“重錘”[N];煙臺日報;2019年

3 全媒記者 楊瑾 龍巍 見習記者 蔡潔;煙臺港逐夢世界強港[N];中國水運報;2019年

4 YMG記者 郭超 通訊員 劉秀麗;煙臺口岸去年進口原油突破千萬噸[N];煙臺日報;2018年

5 YMG記者 慕溯 通訊員 煙港宣;煙臺港成為我國進口期貨大豆指定口岸[N];煙臺日報;2018年

6 全媒記者 甘琛;向海圖強 煙臺港筑就發(fā)展新格局[N];中國水運報;2018年

7 YMG記者 劉軍 通訊員 煙港宣;煙臺港：動能轉(zhuǎn)換“新樣板”[N];煙臺日報;2018年

8 劉力嘉 嚴剛;煙臺港：與城市共榮 與世界相融[N];中國交通報;2018年

9 本報記者 鄭燕峰 崔麗 許革;煙臺：一座城市的“蝶變”之舞[N];中國青年報;2009年

10 劉宇艷 徐曉;重彩繪就“鮮美煙臺”[N];中國旅游報;2018年

相關碩士學位論文 前10條

1 何坤鵬;基于FSSI-CAS 2D的煙臺港防波堤波浪穩(wěn)定性分析[D];武漢理工大學;2018年

2 王巖巖;女性教育視角下煙臺花邊工藝特征探究[D];山東藝術學院;2018年

3 潘墨霖;煙臺港干散貨競爭力研究[D];大連海事大學;2018年

4 唐功文;煙臺港發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];大連海事大學;2002年

5 王旭;煙臺港化肥物流供應鏈管理研究[D];大連海事大學;2012年

6 孫志剛;煙臺港物流業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];天津大學;2008年

7 王煥成;煙臺港競爭力評價及提升對策研究[D];山東大學;2006年

8 陳汝夏;煙臺港輪駁公司發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];大連理工大學;2002年

9 徐明光;煙臺港港口物流發(fā)展研究[D];大連海事大學;2005年

10 周國杰;煙臺港液體化工碼頭建設項目投資風險管理研究[D];中國海洋大學;2013年

本文編號：2731818