彈性支撐水平板波浪沖擊壓力試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，海洋資源和空間的開發(fā)加快，海洋透空式建筑物由于其特有的優(yōu)勢(shì)、工程需要及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的限制等原因而日漸增多。海洋工程中的透空式建筑物會(huì)受到很多種的荷載作用，其中發(fā)生波浪沖擊作用時(shí)產(chǎn)生一個(gè)極強(qiáng)的瞬時(shí)壓力峰值，所以波浪沖擊對(duì)其安全性有著至關(guān)重要的影響。當(dāng)由于海底變形等原因造成建筑物上部結(jié)構(gòu)下表面的凈空不足，在較差海況下波浪作用于結(jié)構(gòu)物底面上時(shí)，會(huì)對(duì)建筑物底面產(chǎn)生極大的瞬間波浪沖擊荷載，由此產(chǎn)生的彈性變形及微小裂紋的積累

2、嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)物的安全。因此，開展彈性結(jié)構(gòu)物的波浪沖擊研究具有較大的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文通過(guò)物理模型試驗(yàn)研究了波浪對(duì)彈性支撐水平板結(jié)構(gòu)的沖擊作用研究。試驗(yàn)在大連理工大學(xué)海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的波浪水槽中進(jìn)行，試驗(yàn)中設(shè)計(jì)了一種在垂直方向上具有彈性支撐的水平板結(jié)構(gòu)，其在波浪沖擊作用下只能在豎向方向運(yùn)動(dòng)。入射波為規(guī)則波，波高H的范圍為8～12cm，周期T的范圍為1.0～1.3s，相對(duì)凈空s/H的范圍為0.1～0.4

3、。試驗(yàn)中記錄了波浪作用下水平板結(jié)構(gòu)物底面的沖擊壓力，分析了包括彈性支撐剛度等影響因素對(duì)結(jié)構(gòu)物所受沖擊壓力的影響。
　　文中比較分析了三個(gè)不同支撐剛度結(jié)構(gòu)物模型水平和豎向波浪沖擊壓力歷時(shí)曲線特征，著重研究了支撐剛度變化對(duì)模型豎向沖擊壓力歷時(shí)曲線在沖擊壓力峰值，動(dòng)水壓力以及沖擊過(guò)程歷時(shí)三個(gè)方面的影響。沖擊壓力峰值幅值隨著豎向支撐剛度減小而減小，而且出現(xiàn)時(shí)間會(huì)有所滯后，剛度較大的模型在某些周期出現(xiàn)了鋸齒狀壓力峰值;支撐剛度較大模型的歷時(shí)

4、曲線中動(dòng)水壓力隨時(shí)間振蕩減小，而支撐剛度較小的模型動(dòng)水壓力呈現(xiàn)出明顯的先增大后減小的特征，并且歷時(shí)更長(zhǎng)，負(fù)壓出現(xiàn)時(shí)間延遲;由于模型支撐剛度減小后動(dòng)水壓力作用時(shí)間延長(zhǎng)，所以使得整個(gè)沖擊過(guò)程的歷時(shí)增加。
　　通過(guò)沖擊壓力統(tǒng)計(jì)壓力歷時(shí)曲線中若干周期的壓力峰值的平均值得到了各個(gè)測(cè)點(diǎn)的沖擊壓力特征值，給出了沖擊壓力沿結(jié)構(gòu)物底面的分布及其隨支撐剛度和相對(duì)凈空的變化規(guī)律;討論了結(jié)構(gòu)物模型底面局部最大沖擊壓力隨著模型支撐剛度、相對(duì)凈空以及相對(duì)波高

5、的變化規(guī)律。
　　根據(jù)結(jié)構(gòu)物模型底面各測(cè)點(diǎn)的歷時(shí)曲線積分得到了模型所受沖擊力，研究了三個(gè)模型的沖擊力歷時(shí)曲線特征;通過(guò)與計(jì)算沖擊壓力相似的數(shù)據(jù)處理方法得到了波浪對(duì)結(jié)構(gòu)物模型底面的沖擊總力峰值特征值。討論了結(jié)構(gòu)物模型底面所受沖擊力隨著模型支撐剛度、相對(duì)凈空以及相對(duì)波高的變化規(guī)律。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，彈性支撐結(jié)構(gòu)物模型的沖擊壓力及沖擊力都隨著模型的豎向支撐剛度減小而減小;對(duì)支撐剛度較大的模型二者隨相對(duì)凈空的變化規(guī)律比較復(fù)雜，但是