抛石防波堤论文_周李杰

导读:本文包含了抛石防波堤论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:防波堤,波浪,海床,海岸,近海,单元,工程。

抛石防波堤论文文献综述

周李杰[1](2018)在《烟台港抛石防波堤波浪动力响应的数值分析》一文中研究指出研究分析波浪作用下结构物的动态响应问题,是判断结构物是否会失稳破坏的基础,能得到结构物的破坏机制,为实际工程中结构物的先期设计、优化和后期维护提供科学依据,能够避免因设计缺陷或者后期维护不当引起的巨大财产损失,研究此类问题意义重大。通过对烟台港西港区抛石防波堤现场勘查报告和试验数据的全面分析,选取了波浪、海床和防波堤性质参数,利用FSSI-CAS 2D耦合数值模型求解器模拟出了在50年一遇的极端高水位、极大波浪条件下的波浪-海床-防波堤之间的相互作用,研究分析波浪作用下烟台港西港区抛石防波堤的动态响应问题:针对流体域进行了水动力分析,计算出波浪对防波堤的水平推力;分析了防波堤的动态响应;对海床液化形式和液化深度作出分析。得出以下结论:针对烟台港抛石防波堤实际工程,在极端高水位、高波浪条件下,防波堤能充分发挥抵御防护作用,波浪冲击防波堤过程中会发生越流,但是防波堤后方(靠岸一侧)的水域基本不受影响,海床未发生明显扰动;防波堤受到波浪周期性的荷载,每层所受水平推力呈现周期性变化,随着后期驻波的形成,波浪高度会逐渐增加,防波堤所受水平推力有增加的趋势,推力幅值逐渐增大,波浪稳定后受到的动态水平推力为210 kN/延米;波浪循环作用下,防波堤第叁层(EFKL层)是最容易被扰动的区域,此区域的湍流能最大达到2.6 m~2/s~2,该层迎浪一侧区域受到的动态水平应力有将近8kPa,受到的剪应力最大达到10 kPa,有可能发生破坏,在防波堤的后期维护中应着重保护;防波堤前方(靠海一侧)海床表层会发生瞬态液化,最大液化深度只有1 m,海床中孔隙压力没有累积,不会形成累积液化,对防波堤的整个稳定性没有明显的影响,防波堤不会发生倾倒破坏。本文所做研究均在中国科学院武汉岩土力学研究所进行。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2018-03-01)

王腾飞,冯杰夫,朱翔[2](2015)在《抛石防波堤波浪作用CFD仿真》一文中研究指出从流体力学基本方程和气液混合耦合计算方程出发,采用有限差分方法,对随机布置块石形成的断面进行精细化网格划分。运用计算流体力学软件,建立了抛石防波堤波浪作用仿真模型,并严格按照实际情况设定边界条件,精确完成气液混合相的耦合计算。对抛石防波堤压强和流速分布及块石受力的仿真计算表明,水深会影响抛石堤水流入射区域、压强和流线分布;堤前后侧压强差的改变是堤内发生渗流的必要条件,而局部较大的孔隙率和孔隙连接程度,会导致该区域渗流程度加大;处于流线位置上的块石因受到快速水流的冲击作用,会产生较大的水平作用力。(本文来源于《水运工程》期刊2015年10期)

周援衡[3](2011)在《波浪与抛石防波堤相互作用及其砂质海床动力响应分析》一文中研究指出波浪作用下海床地基的动力稳定性是近海岸及离岸工程建筑物在设计和建造过程中必须充分考虑的重要问题之一。海洋上传播的波浪在海水与海床的交界面处施加了循环波压力荷载。在这种循环的波压力作用之下,会引起海床内孔隙水压力与有效应力变化,致使海床出现土体位移和变形,在一定条件下可能发生土体剪切破坏和砂土液化现象;而波浪与防波堤相互作用及其海床和抛石介质的动力响应问题求解也是海洋工程中普遍存在的另一技术难题,对基岩特性的忽视和不适当的工程处置可能导致海床失稳,乃至海床上建筑物的破坏。因此研究波浪与防波堤相互作用及其海床动力响应和基岩特性影响问题具有重要理论及工程意义。文中针对波浪与带有抛石介质防波堤的相互作用及其相应的砂质海床和没有建筑物的纯砂质海床的动弹性响应问题,通过国内外广泛调研、理论分析、模型试验和数值模拟计算对其进行了深入研究,获取的研究成果主要有以下几方面:(1)通过室内物理模型试验,研究了线性波或浅水椭圆余弦波作用下不同海床介质、波浪类型、波高、周期和水深等因素影响下抛石潜堤、海床和带抛石基床防波堤海床的动力响应问题,获得了孔隙水压力等物理量分布及其响应变化规律;(2)基于对波浪域和孔隙流体域的理论分析,建立波浪域的紊流Navier-Stokes方程和抛石多孔介质孔隙流体域的Forchheimer方程,采用VOF方法对自由表面进行跟踪,引入k-e模型来封闭雷诺方程,籍之构建了整个波浪场的控制方程,来描述非线性较强的波浪行为及大颗粒多孔介质内部的孔隙流;(3)基于描述波浪-抛石介质相互耦合作用的VOFFDM计算模型程序,计算得到了不同入射波要素、水深、抛石介质孔隙率和堤断面尺寸等因素影响下海床的动力响应规律,揭示了堤前堤后波高、堤内孔隙水压力和孔隙流场随波浪性质、波要素、水深以及抛石介质孔隙率和堤断面尺寸等因素影响下的变化特征,为进一步分析防波堤下卧海床内沿程动力响应以及抛石单体和防波堤整体的稳定性提供了重要依据。物模试验结果验证了VOFFDM程序的有效性与可靠性。(4)针对天然饱和海床固有的各向异性特征,将天然海床假定为横观各向同性的饱和多孔介质,基于横观各向同性饱和多孔介质Biot动力渗透-固结理论,文中首次建立了横观各向同性饱和海床的动力方程,编制了动力固结有限元程序BCFEM,模型试验结果验证了程序的有效性与可靠性。(5)应用动力固结有限元程序BCFEM,对线性波和浅水椭圆余弦波作用下的均质各向同性饱和海床、非均质各向异性饱和海床的动力响应问题进行了深入研究,获取了不同波浪要素组合下及其有无防波堤海床内孔隙水压力等参数的变化规律,揭示了海床对波浪的动力响应是由波浪要素和海床介质特性共同决定的,其中波高和波周期是其主要的控制参数,海床固有的非均质性和各向异性特征对其孔隙水压力和有效应力等分布具有较显着影响。(本文来源于《中南大学》期刊2011-04-01)

李增志,别社安,任增金[4](2009)在《抛石防波堤稳定性的离散单元法分析》一文中研究指出将抛石防波堤认为离散介质结构,首次运用二维刚性体离散单元法对抛石防波堤在波浪作用下的失稳过程和机理进行了研究。该计算模型和方法可以模拟抛石防波堤块体在波浪作用下的局部失稳和从局部失稳到整体失稳的变化过程。计算结果显示周期和波高越大,波浪的作用力也越大,对防波堤的破坏作用依次增大,防波堤的局部失稳主要表现为两侧堤肩块体的失稳,整体失稳是局部失稳累积的结果,抛石防波堤的破坏现象和波浪理论得到验证。(本文来源于《工程力学》期刊2009年S1期)

李增志,别社安,任增金[5](2008)在《波浪作用下抛石防波堤稳定性的离散单元法分析》一文中研究指出将抛石防波堤考虑成离散介质结构,首次运用二维刚性体离散单元法对抛石防波堤在波浪作用下的失稳过程和机理进行了研究。该计算模型和方法可以模拟抛石防波堤块体在波浪作用下的局部失稳和从局部失稳到整体失稳的变化过程。计算结果显示周期和波高越大,波浪的作用力也越大,对防波堤的破坏作用依次增大,防波堤的局部失稳主要表现为两侧堤肩块体的失稳,整体失稳是局部失稳累积的结果,抛石防波堤的破坏现象和波浪理论得到验证。(本文来源于《第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)》期刊2008-11-01)

李增志,别社安,任增金[6](2008)在《抛石防波堤堤内波浪运动的数值模拟》一文中研究指出将抛石防波堤认为离散介质结构,根据抛石防波堤内块体随机堆放的特点生成断面,对块体间的孔隙域划分网格。基于二维粘性不可压缩流体的N-S方程和流体自由表面处理的VOF方法,建立了波浪作用下堤身内部和前后流场的有限元数值模拟模型,对堤内的波浪运动进行了数值模拟。数值计算结果与波浪水槽模型实验结果基本吻合。对不同孔隙率和块体粒径的抛石堤计算结果表明,抛石堤内的波浪场受到很多参数的影响,孔隙率越大波长越长透射系数也越大,块体上的受力随着防波堤孔隙率以及块体平均半径的增加而减小。(本文来源于《工程力学》期刊2008年S1期)

李增志,别社安,任增金[7](2007)在《抛石防波堤堤内波浪运动的数值模拟》一文中研究指出将抛石防波堤考虑成离散介质结构,根据抛石防波堤内块体随机堆放的特点生成断面,对块体间的孔隙域划分网格。基于二维粘性不可压缩流体的 N—S 方程和流体自由表面处理的 VOF 方法,建立了波浪作用下堤身内部和前后流场的有限元数值模拟模型,对堤内的波浪运动进行了数值模拟。计算结果与实验结果的对比表明采用 Fluent 软件求解抛石堤内的波浪运动问题是可行的。对不同孔隙率和块体粒径的抛石堤计算结果表明, 抛石堤内的波浪场受到很多块体参数的影响,块体上的受力随着防波堤孔隙率以及块体平均半径的增加而减小。(本文来源于《第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)》期刊2007-10-01)

任增金[8](2003)在《抛石防波堤内波浪运动的研究》一文中研究指出本文抛弃均质渗流假定,对抛石防波堤内波浪运动的问题进行了研究。根据抛石防波堤内块体随机堆放的特点生成断面,将块石体视为固壁边界,对块体以外的流体区域划分网格,用有限单元法对堤内外的波浪场进行计算。用Fluent软件计算抛石堤内的波浪渗流场,整个计算域为气液两相流动,自由表面的处理采用VOF法。为了验证Fluent软件的有效性,本文设计了相应的实验。通过计算结果与实验结果的对比可知,用Fluent软件解决抛石堤内的波浪渗流问题是切实可行的。对不同孔隙率、不同块体粒径的抛石防波堤进行了大量的计算。计算结果表明抛石防波堤内块体的受力受到很多因素的影响:如防波堤孔隙率、断面形式、块体平均半径及半径标准差、块体的堆放形式以及波浪条件如波高、波周期和波长等。抛石堤后透射波浪与防波堤的孔隙率以及波长等因素有关,孔隙率越大波长越长透射系数也越大,一般透射系数较小。从防波堤内部的渗流压力场来看,不同位置的压力变化很大,堤前靠近自由水面处受到很大的动水压力,这是整个防波堤中波浪作用最剧烈的区域,堤后靠近自由水面的位置以及堤前堤脚处渗流压力也较大。从单个块体的受力来看,不同时刻不同位置的块体受力差异很大。同一时刻,堤前靠近自由水面位置的块体受力最大,有时可能是堤内第二、第叁层的块体受力最大;一般只有少数几个块体受力较大,大部分块体所受渗流压力较小。不同时刻块体受力的最大值也有很大的变化,但受力最大的块体位置较为固定,几个块体轮流出现最大值。从不同模型的计算结果可知,块体的最大受力随着防波堤孔隙率以及块体平均半径的增加而减小。(本文来源于《天津大学》期刊2003-12-01)

李增志[9](2003)在《抛石防波堤稳定性的离散单元法分析》一文中研究指出目前,抛石防波堤块体的稳定性分析方法基本上是以试验结果为依据而建立的,缺乏完善的理论根据,这主要是因为抛石防波堤是一种离散介质结构,其块体的稳定性不仅受到波浪力等外力因素的影响,而且还受到其形状、块体之间的相互约束和作用等因素的影响。离散单元法是一种分析不连续结构即离散介质的数值方法,可以用来分析抛石防波堤块体的失稳过程和机理。本文基于二维刚性体离散单元法的基本原理,编制了相应的计算分析程序(2DEM),并对相关参数进行了分析和研究,最后用该程序对抛石防波堤进行了动静力稳定性分析。本文采用的二维刚性体离散单元模型中,单元块体形状为凸多边形模型,单元采用随机方法生成,可以对块体单元的形状、大小、位置、级配和孔隙率进行参数控制;外荷载考虑了作用于块体形心的集中荷载和作用于表面的分布荷载;采用动态松弛法(一种显式的数值求解方法)求解静力作用和动力作用的瞬态位移场、速度场、加速度场和块体之间的接触作用力,并以AutoCAD的图形格式输出;基于块体的位移和速度量建立了块体稳定性判断准则,还从位移、速度和摩擦力方面给出了块体稳定安全系数的定义。通过算例验证了所编程序的正确性。通过算例计算分析,讨论了时步、刚度系数、阻尼系数的取值对计算结果的影响,并给出了这些计算参数的取值方法。首次用离散单元法对防波堤块体进行了动静力稳定性分析。该计算模型和方法可以形象地模拟抛石防波堤块体在波浪作用下的局部失稳和从局部失稳到整体失稳的变化过程,并可以模拟由于泥沙的侵入等原因造成抛石防波堤块体之间摩擦系数变小,整个防波堤稳定安全性降低后的大变形运动失稳过程。模拟计算结果显示,防波堤的失稳主要表现为两侧堤肩的失稳,整体失稳是局部失稳累积的结果,与现实中抛石防波堤在波浪力作用下破坏的现象相符合。研究显示采用离散单元法分析抛石防波堤的动静力稳定性,是一种较为完善的数值分析方法,为解决实际中抛石防波堤的稳定问题提供了一种新的手段。本文工作为下一步的研究奠定了基础。(本文来源于《天津大学》期刊2003-12-01)

刘子琪,王振程,曲淑媛[10](1999)在《宽肩台式抛石防波堤稳定性的试验研究》一文中研究指出宽肩台式无人工护面块体的抛石防波堤是一种新型结构的斜坡堤,它是靠在波浪长期作用下最终形成的动力平衡断面来防浪的。大连北良粮食中转港系世界银行贷款建设的项目,该港的防波堤采用了宽肩台式结构,这在我国尚属首例。本文为该港宽肩台式防波堤设计方案稳定性的试验研究成果。文中详细阐述了宽肩台式防波堤在不规则波及规则波作用下冲刷剖面的演变过程及其在设计条件下最终形成的动力平衡断面。该项研究除通过试验选择了满足设计要求的初始断面设计方案外,还对宽肩台式防波堤稳定性的试验方法、试验程序等进行了探讨,并取得了一些初步成果。(本文来源于《海洋技术》期刊1999年04期)

抛石防波堤论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

从流体力学基本方程和气液混合耦合计算方程出发,采用有限差分方法,对随机布置块石形成的断面进行精细化网格划分。运用计算流体力学软件,建立了抛石防波堤波浪作用仿真模型,并严格按照实际情况设定边界条件,精确完成气液混合相的耦合计算。对抛石防波堤压强和流速分布及块石受力的仿真计算表明,水深会影响抛石堤水流入射区域、压强和流线分布;堤前后侧压强差的改变是堤内发生渗流的必要条件,而局部较大的孔隙率和孔隙连接程度,会导致该区域渗流程度加大;处于流线位置上的块石因受到快速水流的冲击作用,会产生较大的水平作用力。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

抛石防波堤论文参考文献

[1].周李杰.烟台港抛石防波堤波浪动力响应的数值分析[D].武汉理工大学.2018

[2].王腾飞,冯杰夫,朱翔.抛石防波堤波浪作用CFD仿真[J].水运工程.2015

[3].周援衡.波浪与抛石防波堤相互作用及其砂质海床动力响应分析[D].中南大学.2011

[4].李增志,别社安,任增金.抛石防波堤稳定性的离散单元法分析[J].工程力学.2009

[5].李增志,别社安,任增金.波浪作用下抛石防波堤稳定性的离散单元法分析[C].第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册).2008

[6].李增志,别社安,任增金.抛石防波堤堤内波浪运动的数值模拟[J].工程力学.2008

[7].李增志,别社安,任增金.抛石防波堤堤内波浪运动的数值模拟[C].第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册).2007

[8].任增金.抛石防波堤内波浪运动的研究[D].天津大学.2003

[9].李增志.抛石防波堤稳定性的离散单元法分析[D].天津大学.2003

[10].刘子琪,王振程,曲淑媛.宽肩台式抛石防波堤稳定性的试验研究[J].海洋技术.1999

论文知识图

宽肩台式抛石防波堤修改断面(Ⅰ)宽肩台式抛石防波堤修改断面(Ⅱ)宽肩台式抛石防波堤原设计断面两...宽肩台式抛石防波堤四种初始断面...宽肩台式抛石防波堤修改断面(Ⅰ)...宽肩台式抛石防波堤修改断面(Ⅰ)...

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抛石防波堤论文_周李杰
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