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波浪作用下的三维海床响应及液化分析
| 论文题名： | 波浪作用下的三维海床响应及液化分析 |
| 关键词： | 波浪作用;海床动力响应;三维有限元模型;超静孔隙水压力;液化分析 |
| 摘要： | 波浪在海床上传播时，海水与海床的交界面处将形成循环波压力，从而引起海床内超静孔隙水压力和有效应力的变动，使海床出现变形乃至液化，对海洋建筑物的稳定性构成威胁。因此，波浪作用下海床和建筑物地基的动力响应研究在海岸和近海工程领域具有重要意义。本文基于大型通用有限元软件ABAQUS平台，建立了波浪作用下海床动力响应的三维有限元模型，对波浪作用下海工建筑物周围海床孔隙水压力响应及液化问题进行了研究。论文的主要研究内容和结论如下： 1、推导和建立了有限水深短峰波Fourier近似级数解，编制相应的程序计算波面过程和波压力，通过与实验结果进行比较，验证了数值解具有较高精度，可以较好地模拟斜向入射波遇到建筑物后反射形成短峰波的情况。 2、对短峰波作用下复合式防波堤前的孔隙水压力响应进行了模拟。研究了两种不同砂质海床，结果显示，在相同波浪条件下，细砂海床较粗砂更易发生瞬时液化，且最易发生液化的区域在防波堤堤脚处。为了防止防波堤前细砂海床的液化，可以将防波堤前0.25倍波长范围内海床表层细砂置换为粗砂。 3、基于FLOW-3D软件建立数值波浪水池模拟了防波堤堤头附近海床上的波压力，并将其加载到海床模型中进一步分析了海床中的孔隙水压力响应。模拟结果显示，在距离堤头约0.5倍波长处防波堤前海床上受到的波压力最大，此处也是防波堤周围地基最易发生液化的地方。 4、分析了波浪作用下自升式海洋平台周围细砂海床中的孔隙水压力响应。结果表明，平台沉垫前海床中超静孔隙水压力较远离平台处略大，是最有可能发生液化的区域。 |
| 作者： | 陈海锋 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 张庆河 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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