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波流作用下钢管桩受力及动态响应试验研究
| 论文题名： | 波流作用下钢管桩受力及动态响应试验研究 |
| 关键词： | 波流联合作用;动态响应;钢管桩;受力分析 |
| 摘要： | 本课题以江苏省自然科学基金项目为依托，以上海东海大桥100MW海上风电示范项目为工程背景，研究水上高承台桩基础在承台完成前钢管桩所受波流联合作用的动态响应。本文主要工作和结论如下： 设计并完成了不同波流组合作用下的钢管桩桩身受力及动态响应试验，试验内容为单桩和多种组合形式的群桩在多种波流组合下的正向力、横向力以及桩身的动态响应情况，共进行了273组室内试验，主要内容包括：1、单桩试验，对不同雷诺数范围内不同刚度钢管桩在均匀流场、波浪以及波流联合作用下的桩身受力和动态响应进行了测试。2、群桩试验，对钢管桩不同布置形式下（多种桩径和桩距）在均匀流场、波浪以及波流联合作用下的桩身受力和动态响应进行了测试。通过对沿桩身截面的动应变测定，推算得到弯矩沿桩身分布情况。通过试验得出了单桩及不同布置形式下群桩在均匀流场、波浪和波流联合作用下的桩身弯矩分布及作用在桩上正向力和横向力，进而得出不同排列组合下桩身受力的变化规律。 通过对上海东海大桥100MW海上风电示范项目工程桩的测试结果分析，得到实际工程中的桩基在波流作用下的动态响应。实测得到四根钢管桩在波浪力作用下的自振频率，桩身加速度反应曲线以及相应峰值、均值。通过对测得的加速度进行2次积分，得到桩顶位移值。对直桩和斜桩的水平承载力进行了试验研究，结果表明桩身强度对其水平承载力有很大的影响；对于斜桩，正斜水平承载性能比反斜有着较大的优势，在相同水平加载条件下，其水平变位的比值在0.7上下波动。采用m法对本文现场试验中单桩的m值进行了计算，结果表明m值随着桩顶水平位移y0的增大近似呈双曲线减小。 总结了目前普遍采用的波浪力理论，推导了随机波浪力的数值解法公式，分析了桩柱所受波浪力的受力机理和桩土共同作用下的波浪力受力机理，并对单桩所受的随机波浪力进行了计算。 将动力Winkler地基梁模型运用到层状地基中，并采用传递矩阵法求解了桩土动力相互作用模型，根据波浪力计算结果对现场试验进行了计算，计算结果大于现场实测值。 |
| 作者： | 朱照清 |
| 专业： | 土木工程;岩土工程 |
| 导师： | 邱洪兴;龚维明 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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