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、分類號分類號密級UDC編號碩士學(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摘要為了迎對加入WTO后國際航運市場的激烈競爭，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碼頭開始向深海水域拓展，但在我國經(jīng)濟活動最活躍的長江口、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科研、設(shè)計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。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呈現(xiàn)的特性，現(xiàn)場試驗一般很少能達到破壞的荷載，且不容易觀測到，離心機試驗由于高速運轉(zhuǎn)不能對基礎(chǔ)筒上土壓力及其達到極限承載力的過程進行細致研究，而有限元數(shù)值分析正好彌補這些不足。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行系統(tǒng)深入的研究主要包括以下幾個方

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)深水防波堤達到極限承載力時，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，本文認為筒型基礎(chǔ)深水防波堤達到極限承載力時的失穩(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，整個結(jié)構(gòu)繞基礎(chǔ)筒下

5、面某點發(fā)生轉(zhuǎn)動，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)動失穩(wěn)。2通過變動參數(shù)對比計算，得出不同土體、壓重以及長徑比對筒型基礎(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，其對應(yīng)的極限承載力會減??；當(dāng)荷載較小時，基礎(chǔ)筒長徑比對