波浪作用下建筑物地基基礎(chǔ)動力響應(yīng)的研究.pdf

1、當(dāng)波浪在海床上傳播時,一方面海床吸收波浪的能量,使波浪發(fā)生衰減和變形;另一方面,在波浪"觸底"的情況下波浪將在海床面上產(chǎn)生波浪壓力和剪應(yīng)力.由于波浪力的時空變化性,以致在海床中出現(xiàn)滲流,引起孔隙水壓力和有效應(yīng)力的變動,使海床出現(xiàn)變形、剪切破壞、軟化、液化等現(xiàn)象,導(dǎo)致海床的失穩(wěn),乃至海床上建筑物的破壞.因此研究波浪-海床-結(jié)構(gòu)物相互作用是海岸工程中一個重要的課題.該文利用有限元方法求解Biot固結(jié)微分方程,建立波浪作用下海床動力響應(yīng)的二維

2、準(zhǔn)靜態(tài)模型,對波浪作用下海床的孔隙水壓力響應(yīng)問題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究;并初步建立了波浪作用下,由于土的變形引起結(jié)構(gòu)物動力響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:1、推導(dǎo)和建立了用準(zhǔn)靜態(tài)彈性固結(jié)理論求解海床中孔隙水應(yīng)力瞬態(tài)響應(yīng)的有限元方程,并編制了相應(yīng)的程序.通過和實驗值以及解析解的比較,可以驗證建立的數(shù)學(xué)模型是正確的、可行的.2、分析了立波作用下,復(fù)合式防波堤周圍的孔隙水壓力變化及海床的動力響應(yīng).研究了兩種不同的砂質(zhì)底床,結(jié)果顯示,就波

3、浪參數(shù)及土的物理特性對孔隙水壓力的影響來說,粗砂質(zhì)海床比細(xì)砂質(zhì)海床影響顯著.通過分析,發(fā)現(xiàn)透水性及剪切模量對孔隙水壓力的影響顯著,尤其對粗砂質(zhì)海床,不容忽視.3、基于五階Stokes波浪理論,用已建立的有限元模型計算有限厚海床的動力響應(yīng);分析了成層海床的穩(wěn)定性.五階Stokes波和線性波作用下孔隙水壓力、土顆粒位移和有效應(yīng)力的幅值不同,相對波高較大,相對水深較小的情況下,非線性影響不容忽視.與解析法相比,所發(fā)展的數(shù)值解法具有明顯的優(yōu)勢,