椭圆余弦波作用下考虑桩身振动的桩-土相互作用

论文摘要

针对海洋中浅水区域的单桩基础,建立了包含波浪、海床和单桩的三维数值模型,考虑浅水环境中椭圆余弦波与海洋风浪引起的桩身振动的共同作用,研究了桩-土耦合系统的动态响应问题.其中,波浪模型的椭圆余弦波采用Navier-Stokes方程控制,海床模型视为各向同性的多孔介质,并采用Biot方程模拟土体与孔隙水的动态响应,单桩视为可变形弹性体,并引入周期性的水平位移来模拟桩身振动.同时,在验证模型准确性的基础上,分析了椭圆余弦波作用下桩身位移、桩周的海床孔隙水压及海床液化等变化情况,并对波浪及海床的主要特性参数进行了分析.结果表明:桩身振动会导致桩顶区域的海床孔隙水压出现局部变化,并使孔隙水压沿海床深度方向的减小趋势变缓;波浪与海床的特性参数对孔隙水压的分布影响显著.

论文目录

• 1 数值模型与计算方法
•   1.1 控制方程
•     1.1.1 波浪控制方程
•     1.1.2 椭圆余弦波
•     1.1.3 海床控制方程
•     1.1.4 单桩控制方程
•   1.2 边界条件
•     1.2.1 波浪边界条件
•     1.2.2 海床边界条件
•     1.2.3 单桩边界条件
• 2 数值模型验证
• 3 数值模拟与结果分析
•   3.1 桩身水平位移
•   3.2 桩周的海床响应
•   3.3 孔隙水压分析
•   3.4 桩周海床液化分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张忆州,廖晨聪,陈锦剑

关键词: 单桩基础,桩身振动,椭圆余弦波,桩土相互作用,动态海床响应

来源: 上海交通大学学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 建筑科学与工程

单位: 上海交通大学土木工程系,上海交通大学海洋工程国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金(41372282,51679134,41602282)资助项目

分类号: TU473.1

DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2019.01.012

页码: 85-92

总页数: 8

文件大小: 1386K

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