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原文传递人工岛动静力灾害研究

论文题名：	人工岛动静力灾害研究
关键词：	人工岛;软土地基;固结沉降;有限元分析;分层总和法;液化滑移
摘要：	上世纪二战过后，人类社会进入爆炸性发展阶段，单纯的陆上空间已经不能满足人类的生产生活需要，所以人类转向广阔的海洋拓展生存空间。从上世纪60年代起，欧美等沿海国家就积极探索了人工岛式筑港模式，通过人工岛建设实现港口的安全发展和更有利的协调功能。之后日本积极借鉴了欧美的先进经验并加以发展，成为世界上建设人工岛最多的国家，。人工岛为人类发展港口、综合开发利用海洋资源和保护海域权属贡献了重要作用。自步入21世纪起，我国的人工岛工程也以前所未有的速度迅猛发展。人工岛地基多是软土地基。软土的特点是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差。在荷载作用下软土地基承载能力低，地基沉降变形大，不均匀沉降也大，而且沉降历时又较长。因而软土地基是在工程实践中遇到最多也是较难进行人工处理的地基。尽管对陆地上的结构和地基的研究已经取得了大量的成果，但是对近海域的地震地质、工程地质、海流、波浪、海蚀和气候环境等特点的人工岛工程一直未得到深入、系统的研究。因此，本人采用有限元法对坐落在深厚软土层上的人工岛结构的在静力作用和动力作用下的灾害分别进行了数值模拟分析，主要包括以下几个方面: 　　1.通过分层总和法和有限元法计算分析得到坐落在深厚软土层上的人工岛地基断面的最终沉降量和固结沉降全过程。本文认为对于坐落在深厚软土层上的大范围填土人工岛的最终沉降量，有限元法的计算结果较分层总和法安全可靠。有限元法可以全现地基的整个固结过程，而分层总和法虽然参数简单，但是由于天然缺陷，不适合应用于下卧深厚软土的大范围填土人工岛结构。　　2.通过有限元软件计算分析得到全岛固结沉降总过程，本文得到下卧深厚软土的大范围填土人工岛结构的固结沉降过程特点:固结时间很长，达数十年;最终沉降量巨大，可到几米;排水条件对整个模拟过程的准确性影响巨大等等。　　3.通过有限元软件计算分析对护岸进行了固结过程的数值模拟。本文认为，人工岛护岸在静力固结作用下会产生不均匀沉降，不均匀沉降的绝对值较大，但是由于尺寸巨大不均匀沉降造成的坡度较小。　　4.通过基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论，采用FE-FD耦合的数值分析方法，对下卧深厚软土人工岛海底缓坡地震液化滑移进行计算分析。本文认为对下卧深厚软土人工岛海底缓坡地震，液化是造成侧移和竖向移动的决定性因素。随着地震动输入增大，土层变形和地表位移急剧增加。随坡度增大，液化层产生的侧移迅速增大，呈滑动趋势明显，而竖向沉降变化幅度较小，土层坡度对侧移的影响远大于竖向沉降。
作者：	马哲超
专业：	岩土工程
导师：	唐小微
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文