水平荷載作用下筒型基礎(chǔ)深水防波堤承載性能數(shù)值分析.pdf

1、分類號(hào)分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)碩士學(xué)位論文水平荷載作用下筒型基礎(chǔ)深水防波堤承載性能數(shù)值分析馬小龍（1241007）指導(dǎo)教師姓名王志云專業(yè)名稱港口、海岸及近海工程論文答辯日期年月日學(xué)位授予日期年月日摘要I摘要為了迎對(duì)加入WTO后國際航運(yùn)市場的激烈競爭，我國的港口航道和海岸工程得到了前所未有的發(fā)展。近些年來隨著船舶吃水深度的增大，防浪建筑物以及無掩護(hù)碼頭開始向深海水域拓展，但在我國經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最活躍的長江口、珠江口、天津渤海灣等海岸地區(qū)，廣泛分布著

2、軟土地質(zhì)。由于傳統(tǒng)的防波堤對(duì)地基條件要求較高，不能適應(yīng)軟土地質(zhì)條件，所以尋求在浪大、流急、水深和軟土地質(zhì)等不利自然環(huán)境條件下建設(shè)深水防波堤結(jié)構(gòu)就成為海岸工程界各個(gè)科研、設(shè)計(jì)和施工單位面臨的嚴(yán)峻問題。筒型基礎(chǔ)深水防波堤是近幾年才出現(xiàn)的一種新型港口與海岸工程建筑物，它適用于較深水域且海底為軟土地基的海岸條件，同時(shí)該新型結(jié)構(gòu)具有現(xiàn)場工作量少、施工簡單和工期短等優(yōu)點(diǎn)。因此在我國筒型基礎(chǔ)深水防波堤是一種具有巨大優(yōu)勢的新型防波堤結(jié)構(gòu)，具有廣闊的應(yīng)用

3、前景。由于該種新型結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的時(shí)間較短，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，所以其相關(guān)理論研究還不完善。筒型基礎(chǔ)深水防波堤的極限承載力是在其承受荷載破壞時(shí)呈現(xiàn)的特性，現(xiàn)場試驗(yàn)一般很少能達(dá)到破壞的荷載，且不容易觀測到，離心機(jī)試驗(yàn)由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)不能對(duì)基礎(chǔ)筒上土壓力及其達(dá)到極限承載力的過程進(jìn)行細(xì)致研究，而有限元數(shù)值分析正好彌補(bǔ)這些不足。本文將應(yīng)用大型有限元軟件ABAQUS圍繞著水平荷載作用下筒型基礎(chǔ)深水防波堤基礎(chǔ)筒土壓力和其承載性能進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究主要包括以下幾個(gè)方

4、面。1通過分析筒型基礎(chǔ)深水防波堤承受水平荷載直至破壞的過程，得出筒型基礎(chǔ)深水防波堤達(dá)到極限承載力時(shí)，在背浪側(cè)基礎(chǔ)筒下部及外部土體形了位移較大的楔形體破壞區(qū)域；隨著水平荷載的不斷增加，背浪側(cè)地基土體的塑性應(yīng)變區(qū)增大，土體破壞時(shí)塑性應(yīng)變區(qū)連成貫通區(qū)域，所以改善背浪側(cè)基礎(chǔ)筒外側(cè)的地基土體可以有效的提高筒型基礎(chǔ)深水防波堤承載力，本文認(rèn)為筒型基礎(chǔ)深水防波堤達(dá)到極限承載力時(shí)的失穩(wěn)模式是防波堤迎浪側(cè)發(fā)生向上位移，背浪側(cè)發(fā)生向下位移，整個(gè)結(jié)構(gòu)繞基礎(chǔ)筒下

5、面某點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)背浪側(cè)地基土體出現(xiàn)完整的塑性區(qū)，防波堤發(fā)生大位移或大角度的轉(zhuǎn)動(dòng)失穩(wěn)。2通過變動(dòng)參數(shù)對(duì)比計(jì)算，得出不同土體、壓重以及長徑比對(duì)筒型基礎(chǔ)深水防波堤承載力的影響。隨著土體的變形模量、抗剪強(qiáng)度的增加，防波堤的承載力和極限承載力隨之增加，但當(dāng)變形模量增加到一定值后，其對(duì)防波堤的極限承載力影響不顯著；筒型基礎(chǔ)深水防波堤上的壓重在一定范圍內(nèi)有助于提高其極限承載力，當(dāng)壓重超過該范圍，其對(duì)應(yīng)的極限承載力會(huì)減小；當(dāng)荷載較小時(shí)，基礎(chǔ)筒長徑比對(duì)