波浪與拋石堤的相互作用和彈性海床動力分析.pdf

1、波浪作用下海床地基的動力穩(wěn)定性是近海和離岸工程建筑物在設計和建造過程中必須考慮的重要問題之一。海洋上傳播的波浪在海水與海床的交界面處施加了循環(huán)波壓力荷載。在這種循環(huán)的波壓力作用下，會引起海床內孔隙水壓力和有效應力的變化，致使海床出現土體位移和變形，在一定條件下甚至發(fā)生土體剪切破壞和沙土液化現象，波浪與海工建筑物常采用的拋石多孔介質之間的相互作用及其海床動力響應是海洋工程中普遍存在的技術難題，處理不當可能導致海床失穩(wěn)，乃至海床上建筑物的破

2、壞。因此研究波浪與防波堤相互作用及其海床動力響應問題具有重要的理論和工程意義。 本文針對波浪與拋石潛堤的相互作用及其海床的彈性動力響應問題進行了重點研究?；诓ɡ擞蚝蛼伿橘|孔隙流體域的理論分析，采用紊流Navier-Stokes方程，引入k-e模型來封閉雷諾方程，建立了波浪水域數學模型。采用VOF法對自由表面進行跟蹤并用保持兩個流域交界處流速和水壓相等的條件解決了波浪．拋石介質相互耦合作用問題，編制了有限差分程序，將計算結果進

3、行分析，探討了孤立波作用下不同入射波浪要素、水深、拋石介質孔隙率和堤斷面尺寸條件時堤前堤后波高、堤內孔隙水壓力和孔隙流場的變化規(guī)律。 基于天然飽和海床固有的各向異性特征，將天然海床假定為橫觀各向同性的飽和多孔介質，依據橫觀各向同性飽和多孔介質Biot動力滲透．固結理論，建立了橫觀各向同性飽和海床的動力方程，編制了動力固結有限元程序。應用動力固結有限元程序對淺水橢余波作用下橫觀各向同性海床的動力響應問題進行了系統參數分析，得到不同