波浪与海流共同作用下多孔介质海床的动力响应分析

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1、中文图书分类号：TU46密级：公开UDC：624学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：波浪与海流共同作用下多孔介质海床的动力响应分析论文作者：张国良学科：土木工程指导教师：张小玲副教授论文提交日期：2017年5月UDC：624学校代码：10005中文图书分类号：TU46学号：S201404124密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文波浪与海流共同作用下多孔介质海床的动力题目：响应分析THEANALYSISOFDYNAMICRESPONSE英文题目：ONAPO

2、ROUSSEABEDUNDERWAVEANDCURRENTLOADINGS论文作者：张国良学科专业：土木工程研究方向：海洋土动力学申请学位：工学硕士指导教师：张小玲副教授所在单位：建筑工程学院答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本

3、研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：张国良日期：2017年06月05日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：张国良日期：2017年06月05日导师签名：张小玲日期：2017年06月05日摘要摘要近年来，许多近海结构物(如海底管线、防波堤、石油平台等)破坏陆续发生，使得

4、越来越多的海岸和岩土学者致力于海洋环境荷载作用下近海结构物和海床的稳定性问题的研究。一些研究发现，部分近海结构物失稳现象是由周围海床变形甚至液化所造成,而海洋环境荷载如波浪和海流等是引起海床变形和液化的主要因素。因此研究波浪与海流共同作用下自由海床的动力响应是进一步分析动力荷载作用下海床-近海结构物之间动力相互作用的重要理论基础；同时波流共同作用下海床的稳定性也是海底管线、防波堤和海洋平台基础等近海结构物设计中必须考虑的重要内容。本文以近海结构物周围的自由海床为研究对象，首先分析了波浪作用下不同海况时

5、海床的动力响应，在此基础上，通过建立波流共同作用下海床瞬时响应模型和累积响应模型，并利用数值计算的方法分别分析了波流共同作用下海床瞬时动力响应和累积动力响应，同时进一步通过液化分析评价了海床的稳定性。具体的研究工作如下：1、波浪作用下不同海况时海床的动力响应基于不同的波浪理论，分析了波浪作用下不同海况的海床的动力响应：通过线性波浪理论，分析了直立防波堤附近驻波作用下海床的动力响应；采用适用于近岸浅水区海况的非线性椭圆余弦波理论分析了近岸波浪作用下海床的响应；最后基于Stokes波浪理论分析了波浪非线性

6、对海床动力响应的影响。2、波流共同作用下海床的瞬时动力响应研究根据波流相互作用的两种解答，通过数值计算分析了海流特性对波流域中波浪特性和波压力场的影响，同时以波浪作用下海床动力响应的研究为基础，结合推广的u-p近似模型分别讨论了海流速度、海床特性和波浪特性对海床瞬时有效应力、超孔隙水压力等瞬时动力响应的影响，进而通过瞬时液化分析评价了海床的稳定性。3、波流共同作用下海床的累积动力响应研究基于波流共同作用下海床瞬时动力响应，同时引入能够考虑海床瞬时响应对累积响应影响的累积超孔隙水压力模型，通过数值计算分

7、析了波流共同作用下海床中超孔隙水压力的瞬时响应和累积响应，并分别讨论了累积时间、海流流速、海床特性和波浪特性对海床中超孔隙水压力响应的影响，进一步通过液化分析评价了海床的稳定性。关键词：波浪与海流；海床；动力响应；累积超孔隙水压力；海床液化I北京工业大学工学硕士学位论文IIAbstractAbstractInrecentyears,thefailureofoffshorestructures(suchassubmarinepipeline,breakwaterandoffshoreplatformfo

8、undation)haveoccurredcontinuously,thereforemoreandmorecoastalandgeotechnicalscholarsengageinthestabilityanalysisofseabedandmarinestructuresunderoceanicenviroumentalloadings.Insomeresearchitisfoundthatthephenomenonoftheinstability