【摘要】：研究分析波浪作用下結(jié)構(gòu)物的動態(tài)響應(yīng)問題,是判斷結(jié)構(gòu)物是否會失穩(wěn)破壞的基礎(chǔ),能得到結(jié)構(gòu)物的破壞機(jī)制,為實(shí)際工程中結(jié)構(gòu)物的先期設(shè)計(jì)、優(yōu)化和后期維護(hù)提供科學(xué)依據(jù),能夠避免因設(shè)計(jì)缺陷或者后期維護(hù)不當(dāng)引起的巨大財(cái)產(chǎn)損失,研究此類問題意義重大。通過對煙臺港西港區(qū)拋石防波堤現(xiàn)場勘查報(bào)告和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的全面分析,選取了波浪、海床和防波堤性質(zhì)參數(shù),利用FSSI-CAS 2D耦合數(shù)值模型求解器模擬出了在50年一遇的極端高水位、極大波浪條件下的波浪-海床-防波堤之間的相互作用,研究分析波浪作用下煙臺港西港區(qū)拋石防波堤的動態(tài)響應(yīng)問題:針對流體域進(jìn)行了水動力分析,計(jì)算出波浪對防波堤的水平推力;分析了防波堤的動態(tài)響應(yīng);對海床液化形式和液化深度作出分析。得出以下結(jié)論:針對煙臺港拋石防波堤實(shí)際工程,在極端高水位、高波浪條件下,防波堤能充分發(fā)揮抵御防護(hù)作用,波浪沖擊防波堤過程中會發(fā)生越流,但是防波堤后方(靠岸一側(cè))的水域基本不受影響,海床未發(fā)生明顯擾動;防波堤受到波浪周期性的荷載,每層所受水平推力呈現(xiàn)周期性變化,隨著后期駐波的形成,波浪高度會逐漸增加,防波堤所受水平推力有增加的趨勢,推力幅值逐漸增大,波浪穩(wěn)定后受到的動態(tài)水平推力為210 kN/延米;波浪循環(huán)作用下,防波堤第三層(EFKL層)是最容易被擾動的區(qū)域,此區(qū)域的湍流能最大達(dá)到2.6 m~2/s~2,該層迎浪一側(cè)區(qū)域受到的動態(tài)水平應(yīng)力有將近8kPa,受到的剪應(yīng)力最大達(dá)到10 kPa,有可能發(fā)生破壞,在防波堤的后期維護(hù)中應(yīng)著重保護(hù);防波堤前方(靠海一側(cè))海床表層會發(fā)生瞬態(tài)液化,最大液化深度只有1 m,海床中孔隙壓力沒有累積,不會形成累積液化,對防波堤的整個(gè)穩(wěn)定性沒有明顯的影響,防波堤不會發(fā)生傾倒破壞。本文所做研究均在中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所進(jìn)行。
【圖文】：

了取得南海島礁實(shí)際掌控權(quán)，采取派兵駐扎、吹填造島等等一系列舉措，新建了大港口和近海防波堤，，這些海岸結(jié)構(gòu)物的建立大大增強(qiáng)了國防力量，建立起了一道道防線。防波堤大約可分為三種主要形式，分別是直立式防波堤、斜坡式防波堤和浮式防。港區(qū)的建設(shè)興盛同時(shí)也帶來了防波堤結(jié)構(gòu)的更新?lián)Q代，長度的伸長，建設(shè)經(jīng)驗(yàn)日富。例如牛恩宗、王sポ詰萚2]就從傳統(tǒng)的沉箱式防波堤中的方沉箱按適當(dāng)比例取出以沉箱翼板，在平面上形成梳齒狀的梳式防波堤，這種新型防波堤可以有效削減波高達(dá) 27%~28%，可以有效降低地應(yīng)力，大幅度的減少工程投資；中交第一航務(wù)工察設(shè)計(jì)院[3]設(shè)計(jì)出了半圓形防波堤，具有抗滑能力強(qiáng)、受到的波浪力較其他防波堤、施工簡單、抵御波浪能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，用于天津港和長江口深水航道治理工程中，顯著。王國玉、王永學(xué)等[4]提出了一種由多層水平板組成的透空式新式防波堤結(jié)構(gòu)也只是用于在試驗(yàn)中，并沒有實(shí)際的工程應(yīng)用，后續(xù)還需要大量的物理模型和一定程試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。

海床基礎(chǔ)極有可能發(fā)生液化。液化的海床基礎(chǔ)將像重型流體載能力。如果此種情況發(fā)生，防波堤將向外海一側(cè)傾倒失穩(wěn)（圖 1-2）。水動力學(xué)來看，波浪在海面上傳播時(shí)，海床和結(jié)構(gòu)物表面上會受到波浪引種波浪壓力作用傳播至海床中時(shí)，會使海床產(chǎn)生壓力梯度，從而隨著波浪斷變化而產(chǎn)生周期性的滲流。因此在波浪的循環(huán)作用下，海床土地基中的到結(jié)構(gòu)物和波浪引起的荷載外，還受到滲透力的作用。在波浪周期性的荷于沙質(zhì)海床，可以導(dǎo)致海床土地基液化，但是對于泥質(zhì)海床，由于其滲透系能差，會導(dǎo)致土體中孔隙水壓力的上升，有效應(yīng)力的下降，使海床出現(xiàn)變而使其承載力減小，導(dǎo)致海床的失穩(wěn)，繼而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物的破壞[5-8]。波 浪防波堤傾倒
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U656.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鐘瑚穗;;波浪沖擊壓力理論和模比影響的研究[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào);1988年02期

2 鄭學(xué)祥;;在不規(guī)RG波浪上的船舶波浪沖擊[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);1964年01期

3 李文海;汪國喜;;高樁碼頭上部結(jié)構(gòu)波浪沖擊作用研究[J];中國水運(yùn)(下半月);2014年09期

4 張錦春;;發(fā)掘課本,引導(dǎo)學(xué)生探索——輪船受迫振動的討論[J];物理教學(xué);1990年01期

5 姜斌;薛璐;李楠;;岸基波浪沖擊發(fā)電裝置[J];科技風(fēng);2012年15期

6 孫宏月;孫昭晨;梁書秀;楊健;程瑞旭;;開孔沉箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)部波浪沖擊壓力試驗(yàn)研究[J];海洋工程;2019年01期

7 楊熠琳;李天;;基于SPH-FE方法的波浪中結(jié)構(gòu)物動力特性模擬研究[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2018年03期

8 張憲堂;高康寧;周紅敏;王洪立;;基于FLUENT的跨海橋梁升阻力與波浪沖擊高度相關(guān)性研究[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年04期

9 顧紅年;海洋深處生物的特征[J];中學(xué)地理教學(xué)參考;1998年10期

10 樓云鋒;劉濤;王歡歡;付寶強(qiáng);金先龍;;波浪沖擊下充氣式浮橋流固耦合數(shù)值模擬分析[J];工程力學(xué);2018年09期

相關(guān)會議論文 前7條

1 周效國;許英;黃貴標(biāo);;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的透空式碼頭面板所受波浪沖擊力預(yù)測[A];第四屆全國船舶與海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 王鈺;紀(jì)巧玲;劉慶凱;;波浪對懸空板沖擊作用的數(shù)值模擬研究[A];第27屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2018年

3 李雨田;曾燦升;詹杰民;羅瑩瑩;馬文韜;;粵東靖海灣沿岸工程對灣內(nèi)波浪分布和近岸沖淤影響研究[A];第十屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2018年

4 盧生軍;陳國平;嚴(yán)士常;周松澤;;不規(guī)則波作用下樁基-重力式復(fù)合結(jié)構(gòu)碼頭面板的動力特性研究[A];中國土木工程學(xué)會港口工程分會第七屆港口工程技術(shù)交流會論文集[C];2011年

5 任冰;王永學(xué);;隨機(jī)波浪對不同接岸型式碼頭上部結(jié)構(gòu)的沖擊作用研究[A];第十八屆全國水動力學(xué)研討會文集[C];2004年

6 李清烈;;淺談?chuàng)浒独撕推扑槔藢Υ暗奈：Α轮榻喅翛]引發(fā)的思考[A];中國航海學(xué)會海洋船舶駕駛專業(yè)委員會天氣海洋與航海安全論文集[C];2000年

7 任冰;丁兆強(qiáng);王永學(xué);任效忠;;單向波對浪濺區(qū)三維結(jié)構(gòu)物沖擊作用的試驗(yàn)研究[A];第十三屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 李云崢;水墻效應(yīng)與A股IPO重啟[N];中國工業(yè)報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 李雪臨;波浪沖擊過程的流場變化特性研究[D];大連理工大學(xué);2009年

2 郭傳勝;潛式沉箱—群樁—平臺型復(fù)合結(jié)構(gòu)水動力特性研究[D];大連理工大學(xué);2012年

3 丁兆強(qiáng);波浪對透空式三維結(jié)構(gòu)物的沖擊作用研究[D];大連理工大學(xué);2009年

4 鄭坤;基于SPH方法的波浪對水平板沖擊作用研究[D];大連理工大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 周李杰;煙臺港拋石防波堤波浪動力響應(yīng)的數(shù)值分析[D];武漢理工大學(xué);2018年

2 呂春玉;基于CFD的湖區(qū)風(fēng)生波浪模擬及浮碼頭防波研究[D];重慶交通大學(xué);2018年

3 張紅玉;基于遺傳算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在波浪沖擊力計(jì)算中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2005年

4 張齊焰;非線性波浪沖擊透空結(jié)構(gòu)物數(shù)值模擬[D];浙江大學(xué);2008年

5 程都;波浪與近岸結(jié)構(gòu)物相互作用的CIP數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2017年

6 周卓煒;多室開孔沉箱的波浪沖擊及反射研究[D];大連理工大學(xué);2016年

7 孫見鋒;規(guī)則波對彈性結(jié)構(gòu)物沖擊作用試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2014年

8 郭保臣;波浪沖擊作用下海洋結(jié)構(gòu)物的動力響應(yīng)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

9 宋子路;彈性支撐水平板波浪沖擊壓力試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2014年

本文編號：2708940