浅论波浪荷载作用下新型防波堤结构与软土地基相互作用研究

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1、分类号(中图法)一TU4UDC(DDC)624论文作者姓名整筮熟学号擅2QQ2QL单位直塞丞歪』抖堂婴究暄一．论文英文题名StudyonInteractionBetweenNewBreak—waterStru—ctureand—SoftGrou—ndFoundationunderW-aveLoad．≯文英文副题名论文语种这适论文摘要语种这!墓论文页数—丝韭论文字数』量(万)论文主题词遮退二随遮堤=丝基担互佳旦!箍笪型基础随这握!±王离!坠搓型L筮±动左性厦!锺丕萤裁卮丕挂丞登左性厦=直醒丞麴值盆抚申请学位

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3、DoctorofEngineeringbyMinminJIANG(GeotechnicalEngineeringDepartment)DissertationSupervisor：Prof．ZhengyinCAIJuly,2010Nanjing，RR．China下进行的研究工作及取注和致谢的地方外，论。与我一同工作的同事的说明并表示了谢意。2010年7月7日学位论文使用授权说明南京水利科学研究院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或电子文

4、档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布(包括刊登)授权南京水利科学研究院办理。论文作者(签名)：2010年7月7日前言．■‘-J‘刖吾随着我国航运业的发展，防波堤的建设会逐渐向深水区域延伸，同时自然条件优越的位置通常已被开发，防波堤的建设不得不面对深水、大波浪荷载和不良地质条件等不利因素。对于近年来在我国使用较为广泛的半圆形防波堤和大圆筒防波堤，在风暴荷载作用下均发生过偏移、沉降和倾覆

5、失稳等情况，风暴波浪荷载作用下的稳定性已成为深水防波堤一个突出的问题。为了适应不利的自然条件，研发了新型的箱筒型基础防波堤。本文以天津港箱筒型基础防波堤工程为背景，依托“十一五"交通重大科技攻关专项“离岸深水港波浪一防波堤一地基相互作用问题研究”以及南京水利科学研究院研究生论文基金，利用土工离心模拟技术、土体静动三轴试验和有限元数值分析等手段，对波浪荷载作用下新型防波堤结构与地基相互作用问题进行了研究。主要创新性成果包括：(1)通过对建于软土地基上的防波堤施加单向水平力的离心模型试验，揭示了模拟波浪静荷载

6、作用下防波堤与地土基的相互作用规律。研究发现当水平荷载大于2．3倍设计高水位波峰荷载后，荷载位移曲线表现出类似“屈服”的现象，港侧和海侧地基中分别产生正的和负的超静孔压。(2)开发了在离心试验中施加非接触式循环荷载的加载设备，模拟了波浪循环荷载作用下防波堤与地基的相互作用。研究提出了不同工况下防波堤结构的位移模式，得到了循环荷载作用下防波堤周围地基中的超静孔压发展规律。此外，研究还发现循环荷载作用后防波堤结构周围地基土体强度有一定程度的降低。(3)通过循环三轴试验，研究了波浪荷载作用下地基土的动力特性。研

7、究发现当循环应力幅值比较大(大于O．1)时，地基土动模量发生明显的弱化；当循环荷载周期为12．5s时，稳定轴向循环应变幅值和初始动模量比值如l∥l。有最大值，并提出了用于拟合累积轴向应变发展和动模量弱化规律的双曲线模型和分段对数函数模型。(4)对比分析了有无经过循环荷载作用下地基土的力学性质，建立了静模量和不排水剪孔压系数随着循环荷载的变化关系，证明了割线模量弱化的指数模型仍适用于循环荷载后的不排水剪试验。研究还发现过循环荷载作用后，地基土的应力路径和孔压的发展呈似超固结性质，循环荷载的作用导致了土体固结

8、不排水剪强度指标发生了弱化。本文的研究获得以下科研项目资助：1．“十一五”交通重大科技攻关专项“离岸深水港波浪一防波堤一地基相互作用问题研究”(200632800003．06)2．南京水利科学研究院研究生论文基金(YY30804)南京水利科学研究院博士学位论文：波浪荷载作用下新型防波堤结构与软十地基相互作用研究摘要摘要随着深水防波堤的大规模兴建，对于波浪一防波堤一地基相互作用问题的研究显得越来越重要。箱筒型基础防波堤是一种适用