水平荷載作用下筒型基礎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編號碩士學位論文水平荷載作用下筒型基礎深水防波堤承載性能數(shù)值分析馬小龍（1241007）指導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。由于傳統(tǒng)的防波堤對地基條件要求較高，不能適應軟土地質條件，所以尋求在浪大、流急、水深和軟土地質等不利自然環(huán)境條件下建設深水防波堤結構就成為海岸工程界各個科研、設計和施工單位面臨的嚴峻問題。筒型基礎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，同時該新型結構具有現(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深水防波堤是一種具有巨大優(yōu)勢的新型防波堤結構，具有廣闊的應用

3、前景。由于該種新型結構出現(xiàn)的時間較短，結構形式復雜，所以其相關理論研究還不完善。筒型基礎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不能對基礎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。本文將應用大型有限元軟件ABAQUS圍繞著水平荷載作用下筒型基礎深水防波堤基礎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通過分析筒型基礎深水防波堤承受水平荷載直至破壞的過程，得出筒型基礎深水防波堤達到極限承載力時，在背浪側基礎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，背浪側地基土體的塑性應變區(qū)增大，土體破壞時塑性應變區(qū)連成貫通區(qū)域，所以改善背浪側基礎筒外側的地基土體可以有效的提高筒型基礎深水防波堤承載力，本文認為筒型基礎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發(fā)生向上位移，背浪側發(fā)生向下位移，整個結構繞基礎筒下

5、面某點發(fā)生轉動，當背浪側地基土體出現(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，當壓重超過該范圍，其對應的極限承載力會減小；當荷載較小時，基礎筒長徑比對