波浪作用下的三維海床響應(yīng)及液化分析.pdf

1、波浪在海床上傳播時，海水與海床的交界面處將形成循環(huán)波壓力，從而引起海床內(nèi)超靜孔隙水壓力和有效應(yīng)力的變動，使海床出現(xiàn)變形乃至液化，對海洋建筑物的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。因此，波浪作用下海床和建筑物地基的動力響應(yīng)研究在海岸和近海工程領(lǐng)域具有重要意義。本文基于大型通用有限元軟件ABAQUS平臺，建立了波浪作用下海床動力響應(yīng)的三維有限元模型，對波浪作用下海工建筑物周圍海床孔隙水壓力響應(yīng)及液化問題進(jìn)行了研究。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　

2、1、推導(dǎo)和建立了有限水深短峰波Fourier近似級數(shù)解，編制相應(yīng)的程序計算波面過程和波壓力，通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了數(shù)值解具有較高精度，可以較好地模擬斜向入射波遇到建筑物后反射形成短峰波的情況。
　　 2、對短峰波作用下復(fù)合式防波堤前的孔隙水壓力響應(yīng)進(jìn)行了模擬。研究了兩種不同砂質(zhì)海床，結(jié)果顯示，在相同波浪條件下，細(xì)砂海床較粗砂更易發(fā)生瞬時液化，且最易發(fā)生液化的區(qū)域在防波堤堤腳處。為了防止防波堤前細(xì)砂海床的液化，可以將防波堤

3、前0.25倍波長范圍內(nèi)海床表層細(xì)砂置換為粗砂。
　　 3、基于FLOW-3D軟件建立數(shù)值波浪水池模擬了防波堤堤頭附近海床上的波壓力，并將其加載到海床模型中進(jìn)一步分析了海床中的孔隙水壓力響應(yīng)。模擬結(jié)果顯示，在距離堤頭約0.5倍波長處防波堤前海床上受到的波壓力最大，此處也是防波堤周圍地基最易發(fā)生液化的地方。
　　 4、分析了波浪作用下自升式海洋平臺周圍細(xì)砂海床中的孔隙水壓力響應(yīng)。結(jié)果表明，平臺沉墊前海床中超靜孔隙水壓力較遠(yuǎn)離