波浪荷载作用下外海桩基承台动力响应研究

海洋开敞式码头、海洋平台等外海桩基承台得到了越来越广泛的应用;本文分析了外海桩基承台动力响应研究的意义;基于ABAQUS软件中海洋工程模块的数值模拟,研究了波浪荷载作用下外海桩基承台的动力响应.     

桩、土、刚性承台相互作用下桩基内力计算新方法

针对港口工程中广泛使用的桩基础在波浪力及荷载作用下与高桩刚性承台和土共同工作的问题,提出较为有效、合理的计算方法.首先以杆系有限元方法为基础,将承台模拟成一根竖直刚性梁,将桩基模拟成线弹性梁,以承台与桩基相连的节点作为主节点,桩基与承台相连的节点为从节点,推导出了刚性承台和桩基的单元刚度方程;其次,桩基与土的相互作用按弹性桩的线性地基反力假设法中的m法计算,推导出了桩土相互作用下桩基单元刚度方程;最后,将波浪力等效成相应桩基单元上的节点荷载,并编写相应的有限元程序(FEPPRC).算例表明:所提出的在波浪力及其他荷载共同作用下考虑桩土相互作用的刚性承台桩基内力计算新方法是可靠的.     

波浪作用下液化场地高桩码头动力响应试验研究

高桩码头广泛应用于深水港口工程建设中，且大多位于可液化场地，波浪作用对液化场地高桩码头工作性能的影响不可忽视，但鲜有研究报道.进行液化场地高桩码头模型波浪水槽试验，考虑波浪、码头和土层三者之间的相互作用，真实再现高桩码头使用环境，探索波浪作用下码头内部响应差异，分析波浪作用下码头桩基和土层动力响应，探讨波高变化对各动力响应的影响规律.结果表明：高桩码头面板加速度和位移响应随波浪作用时间增加先逐渐变大最终保持相对稳定；群桩内各桩受到的动水压力和变形差异明显，其变化规律与桩位置有直接联系；自由场和桩周土层孔压响应幅值随埋深增大而减小，群桩的存在会降低桩周土层孔压的响应，增大土层加速度的响应；波高的增加对土层的影响随深度的增加而减小.上述研究成果可为波浪作用下类似高桩码头试验提供参考，为高桩码头合理化设计和防波浪侵袭提供支持.     

码头面板尾部开缝和面板上开孔对波浪上托力的影响

为考察码头面板尾部开缝和面板上开孔2项措施对减小波浪对斜坡接岸式高桩码头上部结构冲击的效果,在波浪水槽中进行了相应的规则波模型试验.通过分析试验数据研究了开缝和开孔对面板上波浪上托力冲击特性、压强分布、上托力大小的影响.试验结果表明,面板尾部开缝对冲击压的大小和位置有一定影响,对冲击压的影响和开缝宽度有较大关系.开缝对总上托力的影响有限.开孔后总上托力变小,并且开孔数越多,总上托力减小得越多.但板上开孔对减小冲击压的效果不是很明显.     

离岸式高桩码头面板上托力试验及分析

为研究上托力的变化规律,通过改变波浪要素和面板结构要素,在波浪水槽中对比尺为1∶36的码头上部结构进行系列模型试验,得到了如下结果:最大波浪上托力往往滞后于最大冲击压强出现,其对应的板上压强分布为均匀分布,分布宽度与波浪在板上的接触宽度有关。码头面板超高及面板宽度对波浪上托力大小有明显的影响。通过对各影响因素的分析得到上托力的计算公式,与国内外常用公式进行了比较分析,并通过北仑港码头实例进行了验证。研究表明,引入板宽和波浪反射影响的计算模型结果与实测结果更相符。     

桩基挡板式透空堤底板波浪的上托力

波浪对底板的上托力是桩基挡板式透空堤设计的重要参数。通过波浪模型试验,分析波陡、超高等因素对其底板波浪上托力冲击压强的影响,采用因次分析和线性回归方法,得到1.67相似文献   

船行波对系泊船舶影响的数值计算

针对限制水域中船行波对系泊船舶的影响问题,运用重叠网格技术,基于数值方法的有效性验证,对系泊船舶在船行波中的运动响应及受力进行了数值计算分析,探讨了不同航速、航道几何形状及码头形状对船行波中系泊船舶的运动响应和受力的影响规律.结果表明:航行船舶的航速对系泊船舶的运动响应及波浪力有显著的影响,当航速增大30%时,橫摇最大幅值和横向力最大幅值分别增加了14倍和6倍;不同码头形状对系泊船舶的影响程度不同,直壁式航道中系泊船舶受到的横向波浪力和横摇的最大幅值几乎是在斜坡航道中的2倍,而斜坡倾角的变化对系泊船舶的运动影响则较小.     

斜坡上封闭水平板波浪总上托力试验研究

波浪对平板的总上托力是海岸码头结构设计的重要依据．为此,通过系列模型试验对斜坡上封闭水平板下波浪总上托力进行了研究．结果表明,平板下最大总上托力并不总是与最大冲击压强同步发生．因此,依据这一试验结果对波浪总上托力产生机理和影响因素进行了详细分析,提出了斜坡封闭水平板波浪最大总上托力的计算公式．大量试验资料表明,该公式与试验值有着较好的一致性．     

开敞式码头波浪引起超深值的探讨

目前,在估算码头前因波浪作用引起船舶运动所增加的超深值⊿h时,多采用0.5H(H为码头前的波高),根据某港试验发现,对于周期短的波浪,该标准尚属可行,而对较长周期波浪,该标准似略偏低.本文结合一定条件的试验和国外资料指出,该超深值⊿h宜通过计算确定.     

波浪作用下油轮系泊码头动力状态的若干问题

本文根据１０万吨油轮系泊码头动力状态的试验成果，对鼓型橡胶护舷的动 力特性、波浪作用下油轮对码头的撞击作用、油轮撞击与波浪形成共振的可能 条件以及影响油轮撞击能量的诸因素等问题进行了分析。     

微机系统实时处理斜坡铺砌堤上波压力测试数据的研究

本文根据斜坡铺砌堤在波浪作用下,因"法向跳脱"而失稳的机理研究,研究了用微电脑系统实时处理波浪上托力包络图、分布图的测试数据,同时,还研制了处理最大上托力和波面同步测试数据的程序.     

在波浪作用下大型油轮码头防冲设施的设计探讨

由于油轮排水量的增大而使其吃水不断增大,大型油轮码头往往需要建筑在深水区,如果在岸边建造专供大型油轮停泊的码头,需要大量的挖泥,而且要维持这样大水深的港池需要很大的工作量,因此大型油轮码头往往远离岸边,这就使得这类码头处于开敞海岸的条件,而不宜建造防波堤来掩妒。通常这类码头常采用的型式有岛式码头、单鱼系泊和多点系泊等,本文主要探讨大型油轮岛式码头防冲设施的设计问题.当大型油轮停靠在这类开敞海岸的岛式码头旁时,在波浪作用下,油轮将碰撞码头,这种撞击荷载往往成了这类码头的主要设计荷载,为了减小碰撞力,必须设计合理…     

某码头桩基承载力分析

针对某码头桩基进行了数值计算。结果表明,桩端岩土层越刚硬,桩顶轴力越大,各桩桩顶和桩基整体位移越小。角桩的桩顶轴力最大,中心桩的最小。     

岩溶地区码头嵌岩桩设计

结合工程实例,介绍了岩溶地区码头嵌岩桩设计过程中的要点。主要针对岩溶地区桩端岩层几种不同的破坏机理,采用不同的计算公式进行分析,得出桩基桩端持力岩层安全厚度,保证码头桩基设计经济合理、安全可靠。为类似工程提供经验参考。     

波浪荷载对单桩承载力影响的水槽模拟试验研究

针对浅海环境下的单桩基础,在水槽试验室中建立砂土-桩基-波浪缩尺模型,进行波浪作用下单桩静载荷试验.测试桩周海床土孔隙水压力和不同荷载作用下的桩基沉降,分析在波浪荷载下单桩和海床土相互作用机理和单桩荷载沉降曲线特性,探讨不同桩径下桩周海床土超静孔压(p_s)对单桩竖向承载力的影响.结果表明:单桩的存在会增大桩周海床土p_s,同时减小桩底海床土p_s;桩径越大,桩周p_s越大.与无波浪影响的情况相比,波浪荷载作用下的单桩承载力较小,相同荷载水平下的桩顶沉降增加显著,且沉降增大的趋势在桩径较大时更明显.研究表明在海洋桩基的设计过程中要关注波浪荷载对桩基承载力的影响.     

基于CFD的小尺度桩柱流固耦合分析及波浪力求解

基于Workbench平台建立了软土地基圆柱桩波浪作用分析的三维数值波浪水池,实现了线性波的数值模拟及波浪与桩柱的双向流固耦合分析,并得到波浪力数值解.对于小尺度桩柱,桩柱为刚性时其所受波浪力与《港口与航道水文规范》中规范解一致.考虑桩柱的柔性及流固耦合时,在达到峰值的位置波浪力与规范解相比既有增大也有减小,桩柱总波浪力最大增大5.7%,桩底弯矩最大增大54%.而采用直接加载法即不考虑流固耦合时桩柱的振动幅值大于耦合时桩柱振动,桩底弯矩最大,大于规范解84.6%.因此,在进行小尺度柔性桩柱设计时应采用流固耦合方法.     

海洋环境中混凝土桩基的耐腐蚀性研究

海洋环境相对于淡水环境,其中的混凝土构件更易受到腐蚀介质的作用,产生性能退化.本文通过深入研究混凝土退化对沿海码头钢筋混凝土桩基产生的影响,分析了腐蚀作用过程中的主要影响因子,并总结了腐蚀作用致使码头耐久性下降的机制与规律.桩基的使用寿命与环境、材料等相关因素关系密切,各因子之间存在大小各异的耦合作用.本文针对工程实际...     

对全直桩高桩码头结构破坏的预先危险性分析

高桩码头是浙江沿海地区主要的码头建筑物形式,对于沿海掩护较好,波浪力及撞击力较小的码头,一般采用全直桩的形式进行设计施工。本文从工程实例入手,运用系统安全原理和有限元分析方法,对一个不规则码头平台的结构破坏作出预先危险性分析。最后得出结论:根据设计要求,码头结构在设计荷载作用下没有达到屈服,符合使用安全规范;码头的应力集中在桩柱与平台结合部,应适当增加保护措施;码头结构的危险性等级定级为Ⅳ级,码头整体系统处于安全的使用状态。     

多向随机波作用在直立堤上的波浪力

通过三维随机波浪对直立堤作用的试验研究,分析了单位堤长上波浪力的变化规律,着重研究了主波向角和波浪方向分布对波浪力的影响,发现波浪入射角小于45°时,波陡较小的单向波作用力随波向角呈明显的增大趋势.给出了波浪力沿堤长的纵向分布,以及单元堤上波浪力纵向折减系数的计算公式;建议了2种计算斜向波和多向波作用在整个单元堤上最大总波力的方法,可供理论研究和工程设计参考应用.     

混沌优化在船舶码头系泊缆绳张力计算中的应用(英文)

系泊船舶缆绳张力的模型实验研究和理论计算对于缆绳的选取、系泊设备的设计、系泊方式及预紧力的确定,以及船级社规范的制订都有着重要的指导意义. 国内对码头系泊的研究相对较少,且主要依赖于模型实验. 文中对小波浪水域码头系泊船舶缆绳张力的计算建立了数学模型,并用混沌优化的方法对非线性系泊方程组进行了求解,其结果与实验结果对比有较好的一致性.