祝振宇[1]2003年在《大直径圆筒防波堤在冲击荷载下的动力响应》文中进行了进一步梳理由于具有施工简便及较低的工程造价等优势，大直径圆筒防波堤在深水、软基上的应用前景十分广阔。大直径圆筒防波堤在深水、大浪、软基等不利的环境下的动力稳定性问题仍然是困扰学术界和工程界的难题。在波浪等荷载作用下，大直径圆筒防波堤结构的受力状态和破坏形态具有明显的动态特征，但是目前的关于大直径圆筒防波堤结构的设计和计算都停留在静态的层面上，不能反映其动态特征。因此，本文对大直径圆筒防波堤结构在波浪冲击荷载作用下的动力特性进行了研究，并且结合现有的关于大直径圆筒防波堤设计和计算的简化方法和有限元方法优点，提出并建立了一种将大直径圆筒结构作为离散刚体系统处理，将地基土采用离散的叁维非线性弹簧－阻尼系统模拟的动力学模型，探讨了影响其动力稳定性的因素。
钟晓红[2]2005年在《随机波浪作用下座床式大直径薄壁圆筒防波堤动力分析模型》文中进行了进一步梳理随着港口建设日益向深水化、大型化方向发展,深水恶劣的海洋环境对防波堤设计理论和计算方法提出了新的、更高的要求。建立更为科学、合理的防波堤动力设计理论和计算方法是必然趋势。本文针对具有叁维空间结构的座床式无底大直径薄壁圆筒防波堤在随机波浪作用下的动力响应进行了研究,主要成果如下。(1)根据作用在孤立式大直径墩柱结构上的波浪荷载随机过程的数值模拟,在Fortran语言环境中开发了作用在孤立式大直径墩柱结构上的随机波浪以及波浪荷载的数值模拟程序,根据其计算值与相应的连续式大直径薄壁圆筒结构上的波浪力实验值的比较,确定了连续式薄壁圆筒群墩影响系数K'_X,从而获得作用在连续式大直径薄壁圆筒防波堤上波浪荷载的随机过程,为其动力响应研究提供波浪动力参数。(2)根据实验结果,把座床式大直径薄壁圆筒防波堤在随机波浪作用下的动力过程分成为叁种运动模态,即:摇摆、摇摆—小滑移、摇摆—大滑移运动模态。由此引入了侧向阻滑板—弹簧—阻尼器这种新的动力模型体系,建立了相应的动力平面模型,并推导出了各运动模态的动力方程。(3)根据座床式无底大直径薄壁圆筒防波堤系统的特点,提出了其附加质量计算公式以及地基单位转动刚度系数k'_φ与垂直刚度系数k'_y之间的关系,为大直径薄壁圆筒防波堤系统动力响应计算提供了动力参数计算条件。(4)利用大型有限元软件ANSYS中参数化设计语言即APDL,进行了二次开发,建立了座床式大直径薄壁圆筒防波堤动力计算的空间模型。采用线性竖向弹簧—阻尼系统模拟结构与基床土体间的接触,水平向边界条件同样采用阻滑板—弹簧—阻尼器系统模拟思路,并根据不同的运动模态分别在筒底节点上加水平铰、水平向线性弹簧和极限摩阻力来实现。此模型动力计算可获得更为精确的动力响应结果。(5)通过不同模型计算结果的比较和动力方法与规范中的拟静力方法计算结果的比较,获得了很多有益结果,为今后直立式防波堤的动力响应研究提供了良好的计算基础。从对实际工程的计算与验证表明,平面模型与空间模型均可对随机波浪作用下大直径薄壁圆筒防波堤的动力响应进行数值模拟,并能很好地反映大直径薄壁圆筒防波堤系统的动力运动全过程。
周云亮[3]2005年在《考虑循环荷载作用下软土塑性变形累积时沉入式大圆筒结构动力分析方法》文中研究指明大直径圆筒结构是在软土地基上建造深水防波堤的一种较好的新型结构。在波浪等动力荷载作用下,大直径圆筒防波堤结构的受力状态和破坏形态都具有明显的动态特征。但是,目前对软土地基上大直径圆筒结构的工作机理及其失稳破坏因素还没有完全清楚,导致大圆筒结构失稳破坏的一个重要因素是软土在循环荷载作用下产生的塑性变形累积。本文的主要目的是研究大直径圆筒结构在波浪动力荷载作用下的稳定性,建立考虑土体在循环荷载作用下塑性变形累积数值模型,探讨影响大直径圆筒防波堤结构动力稳定性的因素。论文结合现有的关于大直径圆筒防波堤设计和计算简化方法和有限元方法的优点,建立了将大直径圆筒结构作为离散刚体系统处理,将地基土采用离散的叁维非线性弹簧-阻尼系统模拟的动力分析模型;采用了等效线性模型结合D-P屈服准则进行修正后的修正模型,对模型的参数进行确定;提出系统模型中屈服节点处土弹簧的弹簧刚度取零或极小值,并在该屈服节点处施加恒定力。论文提出了大直径圆筒防波堤结构中土体在循环荷载作用下的塑性变形累积计算方法,通过计算验证了所提出方法的可行性,并比较分析了不同因素对土体塑性变形累积的影响,认为土体塑性变形累积起始时刻判定标准、大直径圆筒尺寸、圆筒入土深度、土体指标参数、外荷载等因素都对土体的塑性变形累积有影响。
蒋敏敏[4]2010年在《波浪荷载作用下新型防波堤结构与软土地基相互作用研究》文中研究说明随着深水防波堤的大规模兴建,对于波浪-防波堤-地基相互作用问题的研究显得越来越重要。箱筒型基础防波堤是一种适用于深水、大波浪荷载和软弱地基等条件的新型防波堤。它与离岸工程中常用的重力式结构和板桩结构等的工作机理有较大的区别,不仅依靠结构基础的挡土作用维持稳定性,还依靠复杂的土与机构相互作用来维持稳定。本文以天津港新型的箱筒型基础防波堤为背景,通过土工离心模拟技术、土体静动叁轴试验和有限元数值模拟等手段对波浪荷载作用下复杂防波堤结构与软土地基相互作用的问题进行了研究,主要工作包括如下几个方面:(1)在离心试验中,通过对防波堤施加静荷载以初步模拟波浪荷载的作用,研究在模拟波浪的静荷载作用下新型箱筒型基础防波堤与地基相互作用的问题,探讨防波堤的静力位移特性、稳定性和地基中孔压发展,以及地基土体强度对其影响。(2)通过研制在离心机中施加非接触式周期性循环荷载的加载设备,实现在离心试验中对防波堤结构施加周期性循环荷载,以模拟波浪荷载的作用,研究在循环荷载作用下箱筒型基础防波堤与地基相互作用的问题,探讨在循环荷载作用下的动态位移、动态孔压响应、防波堤位移模式以及循环荷载的作用对箱筒型结构周围地基土体强度的影响等问题。(3)利用循环叁轴试验研究波浪荷载作用下软土的动力性质,通过对土样施加循环荷载的作用,探讨累积轴向应变、平均孔压、弱化指数的发展规律,分析循环荷载后各物理量的关系以及循环周期对各物理量的影响。(4)通过循环荷载后静叁轴试验研究波浪循环荷载对土体静力性质的影响,分析循环荷载的作用对土体有效应力路径、孔压的影响,以及循环荷载后静模量的弱化性质,并探讨了循环荷载对不排水静强度的影响。(5)利用ABAQUS有限元软件模拟箱筒型基础防波堤与地基的相互作用问题,分析了不同基础筒高度、压重下,箱筒型基础防波堤与地基土体在静荷载作用下的应力应变、位移和土压力等的变化。
洪宁宁[5]2006年在《考虑风暴频次的沉箱式防波堤随机动力稳定性分析》文中提出传统的防波堤设计一般采用静力分析方法,没有考虑防波堤的运动特性对设计荷载的影响。在破碎波冲击作用下,由于波浪—防波堤—地基相互作用的瞬态动力特性,传统的静力设计方法是不适用的。过去进行的动力研究中所采用的波浪作用通常仅为单个周期的作用,实际波浪作用是一个连续的、长时间的作用过程,而且各种参量都是时刻随机变化的。现有的研究沉箱式防波堤的动力响应分析一般都是每年假定发生一次风暴,忽略了风暴(台风)等特殊天气过程的出现频次的概率特性。实际上,台风频次本身也是一随机变量,具有一定的概率特征。本文将采用海浪谱进行模拟随机波浪,并加入台风年发生频次的影响,结合改进后的Goda波浪力时程模型生成了一个连续的、相对长的随机波浪作用过程。由此建立了一个基于台风年频次的沉箱式防波堤波浪力的随机过程模型,比现有防波堤动力模型更能体现实际防波堤全生命期中风暴对防波堤的影响。本文的成果主要包括如下几个部分:(1)在模拟生命期波浪时,考虑了台风出现频率的影响,一方面使台风频次的模拟成为可能,增加了概率模型的物理内涵,避免了以往模型存在的数据短期相关性的问题以及样本选定的主观性;另一方面又较年极值法增大了样本容量,在只有短期资料的情况下,更具突出意义。(2)采用海港水文规范中所采用的更方便的文圣常谱替代现有模型中采用的JONSWAP谱。(3)现有模拟模型因为计算速度的问题,所得数据的样本含量较少。本文在生成波面时运用加法定理来提高计算效率,得到大容量样本的计算成果。(4)本课题建立了沉箱式防波堤运动分析的一种概率方法,为防波堤设计提供理论基础。
参考文献：
[1]. 大直径圆筒防波堤在冲击荷载下的动力响应[D]. 祝振宇. 天津大学. 2003
[2]. 随机波浪作用下座床式大直径薄壁圆筒防波堤动力分析模型[D]. 钟晓红. 天津大学. 2005
[3]. 考虑循环荷载作用下软土塑性变形累积时沉入式大圆筒结构动力分析方法[D]. 周云亮. 天津大学. 2005
[4]. 波浪荷载作用下新型防波堤结构与软土地基相互作用研究[D]. 蒋敏敏. 南京水利科学研究院. 2010
[5]. 考虑风暴频次的沉箱式防波堤随机动力稳定性分析[D]. 洪宁宁. 天津大学. 2006