基于粘性流模型的筒型基础防波堤波浪力数值分析 被引量：9

1

作者 王元战 龚薇 +2 位作者 及春宁 李元音 谢善文 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2008年第3期38-43,77,共7页

筒型基础防波堤是一种新型港口海岸工程结构,其基础上部是由连续排列的圆筒构成的直立防浪墙。采用粘性流数值模型,研究连续圆筒防波堤上波浪力竖向分布、水平(沿圆筒环向)分布和波浪力合力特性,并对粘性流数值模型计算的平面直墙波浪... 筒型基础防波堤是一种新型港口海岸工程结构,其基础上部是由连续排列的圆筒构成的直立防浪墙。采用粘性流数值模型,研究连续圆筒防波堤上波浪力竖向分布、水平(沿圆筒环向)分布和波浪力合力特性,并对粘性流数值模型计算的平面直墙波浪力与海港水文规范方法计算结果;粘性流数值模型计算的连续圆筒墙面波浪力与平面直墙波浪力;无限长连续圆筒墙面波浪力与有限长连续圆筒墙面波浪力进行比较分析。针对所选工程算例,建议按《海港水文规范》中平面直墙波浪力计算方法确定连续圆筒防波堤上的波浪力时,波峰时考虑0.90左右的折减系数,波谷时考虑0.95左右的折减系数。 展开更多

关键词 筒型基础防波堤 波浪力 粘性流数值模型 折减系数

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基于极限平衡法的箱筒型基础防波堤稳定性分析 被引量：20

2

作者 肖忠 王元战 及春宁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期828-833,共6页

箱筒型基础防波堤是一种适用于软土地基和深水波浪条件的新型港口与海岸工程结构,依靠沉入地基中的筒型基础维持结构稳定。根据箱筒型基础防波堤极限状态下的结构运动模式,考虑箱筒型基础防波堤的三维空间几何特性、受力特点、极限状态... 箱筒型基础防波堤是一种适用于软土地基和深水波浪条件的新型港口与海岸工程结构,依靠沉入地基中的筒型基础维持结构稳定。根据箱筒型基础防波堤极限状态下的结构运动模式,考虑箱筒型基础防波堤的三维空间几何特性、受力特点、极限状态转动点的位置等因素,建立了箱筒型基础防波堤稳定性计算的极限平衡法,通过与有限元结果对比,相互验证了正确性,与有限元法相比,极限平衡法计算速度快,效率高,更方便工程应用。结合天津港防波堤延伸工程,对箱筒型基础防波堤的稳定性进行了分析。结果表明,基础筒高8～10 m时,天津港延伸工程中的箱筒型基础防波堤的抗滑、抗倾和竖向承载力均具有较高的安全度。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 极限平衡法 稳定性 转动点 软土地基

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软土地基上箱筒型基础防波堤静力离心模型试验研究 被引量：18

3

作者 蒋敏敏 蔡正银 +1 位作者 徐光明 顾行文 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A02期3865-3870,共6页

利用离心模型试验研究新型箱筒型基础防波堤在水平静荷载作用下的工作性状和稳定性。通过在箱筒型基础防波堤上的波浪荷载合力作用点处施加水平静荷载直至达到极限状态,得到水平静荷载作用下防波堤的位移和地基土体中超静孔压响应。试... 利用离心模型试验研究新型箱筒型基础防波堤在水平静荷载作用下的工作性状和稳定性。通过在箱筒型基础防波堤上的波浪荷载合力作用点处施加水平静荷载直至达到极限状态,得到水平静荷载作用下防波堤的位移和地基土体中超静孔压响应。试验结果表明:设计荷载作用下防波堤结构的位移较小,荷载达到约2.2倍设计值时,荷载–位移曲线出现拐点,当荷载达到约3倍设计值时达到极限状态,防波堤发生向港侧的水平位移、港侧基础筒下沉、海侧基础筒上升以及向港侧的倾斜;荷载作用下港侧基础筒周围土体中的孔压增大,海侧基础筒周围土体中的孔压降低,港侧基础筒内的超静孔压始终大于筒外的超静孔压,荷载较小时海侧基础筒内的负超静孔压大于筒外的负超静孔压,而荷载较大时筒内的负超静孔压略小于筒外的负超静孔压。 展开更多

关键词 土力学 离心模型试验 箱筒型基础防波堤 软土地基 位移 超静孔压

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波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤性状试验研究 被引量：13

4

作者 蔡正银 徐光明 +2 位作者 顾行文 李元音 王玉红 《中国港湾建设》 北大核心 2010年第A01期90-94,99,共6页

箱筒型基础防波堤是一种新型的防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基的筑堤情形。然而,这种新型防波堤出现时间较短,对其性状表现的认识尚在积累中,采取何种破坏模式进行设计计算是一个关键难题。为此,开展了土工离心模型试验,探... 箱筒型基础防波堤是一种新型的防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基的筑堤情形。然而,这种新型防波堤出现时间较短,对其性状表现的认识尚在积累中,采取何种破坏模式进行设计计算是一个关键难题。为此,开展了土工离心模型试验,探讨了波浪荷载强度、波浪作用持续时间、结构下筒长度和压载等因素对防波堤结构位移模式的影响。试验在离心机高速运转条件下模拟了周期性循环波浪荷载,观测了箱筒型基础防波堤的水平变位、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等反应。结果发现,修建于给定条件地基上的箱筒型基础防波堤能够很好地抵抗设计荷载强度波浪作用,所发生的沉降、水平变位和倾斜度均不会超出相应的控制值,其主要位移破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳或水平变位超出容许值而发生侧向滑动破坏。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 软土地基 循环波浪荷载 位移模式 离心模型试验

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波浪荷载对箱筒型基础防波堤作用的拟静力模拟研究 被引量：10

5

作者 茅加峰 顾行文 +2 位作者 徐光明 谢善文 吴进 《中国港湾建设》 北大核心 2010年第A01期105-109,共5页

箱筒型基础防波堤是一种新型防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基上的筑堤情况,因其出现时间较短,迫切需要加深对其承受波浪荷载的工作性状的认识。采用拟静力法等效模拟波浪荷载对箱筒型基础防波堤作用,研制了能够在离心机高速... 箱筒型基础防波堤是一种新型防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基上的筑堤情况,因其出现时间较短,迫切需要加深对其承受波浪荷载的工作性状的认识。采用拟静力法等效模拟波浪荷载对箱筒型基础防波堤作用,研制了能够在离心机高速运转条件下施加水平力荷载作动器,进行了箱筒型基础防波堤离心模型试验,观测了箱筒型基础防波堤的水平位移、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等反应。结果表明,当水平荷载力大于某一临界值后,荷载位移曲线表现出类似"屈服"的现象,背浪侧和迎浪侧的地基中分别出现正的和负的超静孔压,而修建于软弱地基上的箱筒型基础防波堤主要位移破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 离心模型试验 拟静力法 波浪荷载 工作性状

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箱筒型基础防波堤基础筒土压力数值模拟研究 被引量：9

6

作者 蒋敏敏 蔡正银 肖昭然 《水运工程》 北大核心 2012年第3期20-23,72,共5页

通过将波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤问题简化为平面应变问题,利用有限元数值模拟,分析在波浪荷载作用下防波堤基础筒壁的土压力分布和发展变化情况。数值计算表明:波浪荷载作用下港侧基础筒外土压力有显著增长,海侧基础筒外土压力有... 通过将波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤问题简化为平面应变问题,利用有限元数值模拟,分析在波浪荷载作用下防波堤基础筒壁的土压力分布和发展变化情况。数值计算表明:波浪荷载作用下港侧基础筒外土压力有显著增长,海侧基础筒外土压力有显著降低,是影响防波堤稳定的重要因素。中间隔墙内土压力变化微小,土体与防波堤位移大致相同。海侧基础筒港侧内墙和港侧基础筒靠海一侧内墙上土压力分别发生一定程度的降低和一定程度的增长。同时分析了用于稳定性简化计算的极限状态下各路径上的土压力近似分布。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 数值模拟 土压力

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箱筒型基础防波堤断面稳定计算方法 被引量：8

7

作者 李元音 谢世楞 +2 位作者 王元战 闫澍旺 肖忠 《中国港湾建设》 北大核心 2010年第A01期95-99,共5页

箱筒型基础防波堤是一种软基上的新型防波堤。针对其断面稳定性的分析建立了三类计算方法:有限元分析方法、数值极限平衡分析方法和简化极限平衡分析方法;对三类计算方法的特点进行了比较,并以此对天津港南北防波堤延伸工程的箱筒型基... 箱筒型基础防波堤是一种软基上的新型防波堤。针对其断面稳定性的分析建立了三类计算方法:有限元分析方法、数值极限平衡分析方法和简化极限平衡分析方法;对三类计算方法的特点进行了比较,并以此对天津港南北防波堤延伸工程的箱筒型基础防波堤结构进行了优化。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 反算法 地基反力 转动中心

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作用于防波堤上波浪荷载的离心机模拟 被引量：4

8

作者 徐光明 顾行文 +1 位作者 蔡正银 任国峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1770-1776,共7页

随着港口码头向深水大吨位化的发展,新扩建防波堤逐渐向深水区延伸,防波堤受到的波浪荷载强度越来越高,当堤基位于海底软黏土层上时,由于地基承载力低,往往考虑轻型防波堤结构,在某一防波堤延伸段工程中就推出了薄壁箱筒型基础防波堤新... 随着港口码头向深水大吨位化的发展,新扩建防波堤逐渐向深水区延伸,防波堤受到的波浪荷载强度越来越高,当堤基位于海底软黏土层上时,由于地基承载力低,往往考虑轻型防波堤结构,在某一防波堤延伸段工程中就推出了薄壁箱筒型基础防波堤新结构。然而,这类轻型防波堤能否经得住设计波浪荷载的作用以及它的性状为工程师所关注,故希望通过土工离心模型试验,在高速旋转的离心力场中模拟作用于防波堤结构上波浪荷载作用,观察其动态反应特性。根据电磁激励器原理研制开发了一套非接触式循环波浪荷载模拟器系统,能提供不同频率、幅值高达1200 N的不对称周期性往复荷载,满足了波浪荷载模拟需要。文中随后介绍了该装置在箱筒型基础防波堤结构与地基的波浪荷载作用试验中的应用,试验测量了防波堤结构的水平变位、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等性状反应,基于模型试验结果,探讨了波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤的破坏模式,结果发现,主要破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳或水平变位超出容许值而发生侧向滑动破坏。 展开更多

关键词 循环波浪荷载 箱筒型基础防波堤 软土地基 破坏模式 离心模型试验

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黏土中箱筒型基础防波堤静力失稳破坏模式和承载力研究 被引量：4

9

作者 蒋敏敏 蔡正银 +1 位作者 肖昭然 徐光明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期642-649,共8页

箱筒型基础结构是适用于软土、大波浪荷载的新型防波堤结构。通过离心试验研究了箱筒型基础结构的静力失稳破坏模式和承载力特性,以及地基土体强度、波浪力作用高度对其影响规律。研究表明,箱筒型基础结构的荷载与转角、水平位移和竖向... 箱筒型基础结构是适用于软土、大波浪荷载的新型防波堤结构。通过离心试验研究了箱筒型基础结构的静力失稳破坏模式和承载力特性,以及地基土体强度、波浪力作用高度对其影响规律。研究表明,箱筒型基础结构的荷载与转角、水平位移和竖向位移关系曲线有弹性变位和失稳破坏两阶段,但土体强度较大时,竖向位移不出现失稳破坏。随着弯矩的增大,结构转动中心从海床面以上向地基中移动,达到弯矩承载力时,转动中心深度位于桶底端附近。土体强度较小、波浪力作用高度较低,结构失稳的变位模式为转动和竖向位移;波浪力作用高度增大,失稳的变位模式为转动、水平位移和竖向位移的模式;土体强度增大至44.5 kPa,变位模式为转动和水平位移的模式。土体强度相同时,结构的弯矩承载力随着水平承载力的增大呈线性降低;波浪力作用高度相同时,弯矩承载力随着水平承载力的增大呈线性增长关系。研究结果揭示了箱筒型基础结构失稳破坏规律和承载力特性,并为结构优化设计提供参考。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 黏土地基 离心模型试验 失稳破坏模式 承载力

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水平静荷载作用下箱筒型基础防波堤位移特性的离心模拟 被引量：3

10

作者 蒋敏敏 韩尚宇 +1 位作者 蔡正银 肖昭然 《河南科学》 2012年第8期1085-1088,共4页

通过离心试验对箱筒型基础防波堤在水平静荷载下的位移特性进行了研究.研究表明:防波堤发生向港侧转动,海侧和港侧分别发生向上和向下位移,整个防波堤发生向港侧水平位移.地基土体强度越大,转角、港侧竖向位移量和水平位移量越小,而海... 通过离心试验对箱筒型基础防波堤在水平静荷载下的位移特性进行了研究.研究表明:防波堤发生向港侧转动,海侧和港侧分别发生向上和向下位移,整个防波堤发生向港侧水平位移.地基土体强度越大,转角、港侧竖向位移量和水平位移量越小,而海侧竖向位移量越大.荷载比大于屈服荷载比后,位移速率显著增大,地基土体强度越高,屈服荷载比越大. 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 离心模拟 位移特性

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箱筒型基础防波堤动力稳定性的有限元分析 被引量：3

11

作者 肖忠 王元战 《交通科学与工程》 2014年第4期65-72,共8页

结合天津港防波堤延伸工程,采用Lanczos法,对箱筒型基础防波堤和地基相互作用系统进行了三维有限元模态分析,得出体系自振周期远离波浪力的激励周期,该结构在波浪动荷载作用下不会因发生共振而失稳;建立了箱筒型基础防波堤动力稳定性的... 结合天津港防波堤延伸工程,采用Lanczos法,对箱筒型基础防波堤和地基相互作用系统进行了三维有限元模态分析,得出体系自振周期远离波浪力的激励周期,该结构在波浪动荷载作用下不会因发生共振而失稳;建立了箱筒型基础防波堤动力稳定性的三维弹塑性有限元分析方法,得出考虑结构动力特性时,箱筒型基础防波堤动力稳定性安全系数小于静力稳定性安全系数,但结构变位模式和地基破坏模式与按静力有限元计算的结果是一致的。结构运动模式为绕着筒底以下某点发生转动,地基破坏模式为海侧和陆侧的土体自筒底到地表形成的塑性剪切应变贯通区。海侧土体发生主动破坏,陆侧土体发生被动破坏。该研究成果可为这种结构的设计和应用提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 动力稳定性 模态分析 软土地基 有限元法

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软基循环弱化效应时箱筒型基础防波堤稳定性分析 被引量：2

12

作者 李元音 肖忠 +3 位作者 王元战 李斌 王会斌 张哲源 《港工技术》 2015年第1期26-29,54,共5页

将基于D-P屈服准则的循环强度模型和由动三轴实验数据整理出的天津港软粘土循环强度曲线相结合,基于三维弹塑性有限元模型分析了循环波浪力引起的软基弱化作用对箱筒型基础防波堤结构稳定性的影响。由有限元计算结果可得出在考虑软基弱... 将基于D-P屈服准则的循环强度模型和由动三轴实验数据整理出的天津港软粘土循环强度曲线相结合,基于三维弹塑性有限元模型分析了循环波浪力引起的软基弱化作用对箱筒型基础防波堤结构稳定性的影响。由有限元计算结果可得出在考虑软基弱化作用时,天津港防波堤延伸工程中的箱筒型基础防波堤的稳定性下降约10%,且不对软土地基进行加固,结构稳定性仍满足。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 稳定性 循环弱化效应 循环强度 有限元法

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箱筒型基础防波堤的结构尺寸对其稳定性的影响分析 被引量：1

13

作者 李斌 肖忠 王元战 《港工技术》 2014年第6期22-26,共5页

利用基于极限平衡法的箱筒型基础防波堤稳定性分析方法,分析了不同结构尺寸对这种结构稳定性的影响。结果表明基础筒高的变化对抗滑稳定性安全系数的影响最大;倾覆极限状态时和竖向承载力极限状态时转动点位置对应的无量纲量l/L分别在0.... 利用基于极限平衡法的箱筒型基础防波堤稳定性分析方法,分析了不同结构尺寸对这种结构稳定性的影响。结果表明基础筒高的变化对抗滑稳定性安全系数的影响最大;倾覆极限状态时和竖向承载力极限状态时转动点位置对应的无量纲量l/L分别在0.5和0.9附近。 展开更多

关键词 箱筒型基础防波堤 稳定性 极限平衡法 转动点 结构尺寸

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