波浪和涌潮荷載作用下排樁的動(dòng)力響應(yīng).pdf

1、排樁在波浪荷載下的動(dòng)力響應(yīng)以及排樁丁壩在涌潮作用下的受力特性一直是工程界關(guān)注的問(wèn)題，它們都屬于“流體-群樁-土體”的耦合振動(dòng)問(wèn)題。本文對(duì)波浪和涌潮荷載作用下排樁和排樁丁壩的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。 基于Biot固結(jié)理論，采用均勻多孔彈性介質(zhì)土模型，推導(dǎo)了波浪作用下海床的動(dòng)力響應(yīng)，獲得了海床模量在波浪作用下的豎向分布情況，為“流體-群樁-土體”的耦合振動(dòng)問(wèn)題提供了計(jì)算依據(jù)。 對(duì)于大尺度樁的波浪受力問(wèn)題，建立了“勢(shì)

2、流-彈性樁-土”解析模型，既考慮樁和流體耦合振動(dòng)，又考慮埋置土層對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響，通過(guò)樁的水平振動(dòng)速度等于耦合面上的流體速度建立方程。對(duì)土模量，淘空深度，樁身剛度等參數(shù)對(duì)樁頂位移和樁身彎矩的影響進(jìn)行了分析和研究。 對(duì)于小尺度彈性樁的波浪受力問(wèn)題，采用修正Morison公式計(jì)算波浪力，分別建立樁土單元振動(dòng)模型和樁水單元振動(dòng)模型，把樁土單元?jiǎng)偠染仃嚭蜆端畣卧獎(jiǎng)偠染仃嚱M合后，形成總體剛度矩陣。將Morison力等效為單元節(jié)點(diǎn)荷載，求得

3、小尺度彈性樁土系統(tǒng)在波浪力下的動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值解，相對(duì)于6倍樁徑法和忽略樁水耦合的計(jì)算結(jié)果，更準(zhǔn)確合理。 對(duì)于波浪荷載作用下埋置群樁的動(dòng)力問(wèn)題，以小尺度彈性樁在波浪力下的動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值解為基礎(chǔ)，采用規(guī)范法分析樁水相互作用的群樁效應(yīng)，采用Winkler地基梁模型分析樁土相互作用的群樁效應(yīng)。計(jì)算結(jié)果表明，埋置彈性群樁的受力比較復(fù)雜，其動(dòng)力響應(yīng)和波浪力的入射角度、樁間距、群樁排列方式都有關(guān)系。本方法綜合考慮了樁水耦合振動(dòng)、樁水相互作用的群樁

4、效應(yīng)、樁土相互作用的群樁效應(yīng)和埋置土層等因素，真實(shí)的模擬了埋置群樁在波浪荷載下的受力狀態(tài)。 錢塘江排樁丁壩在涌潮下的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題屬于“樁-土-流體”耦合振動(dòng)問(wèn)題的一種特殊情況。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試獲得了錢塘江涌潮壓力的時(shí)程曲線及其涌潮壓力在豎向空間的分布，基于波浪荷載作用下埋置群樁的動(dòng)力問(wèn)題求解方法，將實(shí)測(cè)涌潮壓力傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)之后，作為橫向荷載輸入，求得錢塘江丁壩的動(dòng)力響應(yīng)，并和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)比。探討了涌潮高度，丁壩樁徑，樁距，海床土參