10763.隨機(jī)荷載作用下飽和松砂動力特性的研究

1、碩士學(xué)位論文隨機(jī)荷載作用下飽和松砂動力特性的研究ResearchonDynamicCharacteristicsofSaturatedLooseSandunderRandomLoading學(xué)21206107大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要波浪荷載是海岸工程、海洋工程和船舶的主要動力荷載，影響海床和海洋地基的承載能力和動力穩(wěn)定性，是砂質(zhì)海床液化的重要誘因，在港口、石油平臺和海

2、底管線的設(shè)計(jì)中起控制作用。而波浪荷載本質(zhì)上是一種隨機(jī)荷載，對波浪的精確描述離不開隨機(jī)波的特性，開展隨機(jī)荷載作用下動力試驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究及其重要?；趶V義Biot固結(jié)理論，建立多孔介質(zhì)二維有限元彈性海床模型，采用線性波浪疊加法，組合空間函數(shù)和時間函數(shù)施加規(guī)則波浪及隨機(jī)波浪動荷載，初步探討土體應(yīng)力性質(zhì)沿海床深度的變化特點(diǎn)。計(jì)算結(jié)果表明，海床的應(yīng)力性質(zhì)在隨機(jī)波浪和規(guī)則波浪作用下沿深度的變化趨勢大致相同，幅值略有差異，一定深度下趨于平穩(wěn)，與海

3、床表面的對應(yīng)數(shù)值有比例關(guān)系。此波浪序列可用于動力試驗(yàn)中研究海床內(nèi)部的動力特性。采用平均JONSWAP譜形成隨機(jī)加載序列，應(yīng)用CKC多功能應(yīng)力路徑三軸儀在不同圍壓下，分別對飽和松砂試樣施加隨機(jī)荷載和相應(yīng)的代表波荷載，探討不同加載方式下砂土中孔隙水壓力和應(yīng)變的差異，并通過正序和逆序隨機(jī)加載研究隨機(jī)荷載波形對砂土動力特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，砂土在隨機(jī)荷載作用下，孔隙水壓力和軸向應(yīng)變的變化模式與代表波加載時不同。代表波荷載作用下，孔壓呈線性累

4、積增長；隨機(jī)荷載作用下，孔壓呈不規(guī)則增長，同時出現(xiàn)明顯的平臺段。當(dāng)荷載幅值低于應(yīng)力門檻值時，海洋土基本處于彈性狀態(tài)，基本不產(chǎn)生孔隙水壓力的累積。隨機(jī)荷載作用下試樣達(dá)到液化的時間明顯減少，隨機(jī)波正序和逆序加載對于砂土動力響應(yīng)的影響不大。利用基于廣義塑性理論的本構(gòu)模型，計(jì)算正弦荷載和隨機(jī)荷載作用下模型的響應(yīng)。對比計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)模擬益線與試驗(yàn)曲線擬合得很好，破壞時間相同，變化模式基本一致。正弦荷載作用下孔隙水壓力振蕩均勻上升，隨機(jī)荷