非饱和砂质海床在复合防波堤下固结的数值研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2012／20(4)一0639—10非饱和砂质海床在复合防波堤下固结的数值研究木叶剑红①JengDongsheng①ChanAHC②(①UniversityofDundee，DivisionofCivilEngineering，Dundee，DD14HNUK)(②UniversityofBirmingham，DePartmentofCivilEngineering，Birmingham，BI52TTUK)摘要本文以Blot动态方

2、程(“一p公式)为控制方程，采用有限元方法和GeneralizedNewmark时间积分方法，在SWAN—DYNE的基础上发展了用于分析海床基础固结和动态响应分析的计算程序PORO—WSSI2D。利用太沙基一维固结理论验证了POR—WSSI2D中固结模块的有效性。利用该计算程序，深入研究了大型海床基础在大型复合式防波堤和静水压力作用下的固结过程以及最终的固结状态。计算结果表明计算程序PORO—WSSI2D能够有效地分析评价海床基础在海洋结构物作用下的固结过程以及预测海床基础的剪切破坏行为。所确定的最终固结状态还可

3、以为后续研究海床基础在波浪、地震等动力荷载作用下的动态液化和剪切破坏提供可靠的初始条件。关键词固结沉降Biot理论非饱和海床孔隙介质复合式防波堤剪切破坏液化中图分类号：PP73，U65文献标识码：ACoNSoLIDATⅡoNoF2．DPoRoUSUNSATURATEDSEABEDUNDERACoMPoSITEBREAKWATERYEJianhong①JENGDongsheng①CHANAHC②((~1DivisionofCivilEngineering，UniversityofDundee，Dundee，DD14

4、HNUK)(②UniversityofBirmingham，DePartmentofCivilEngineering，Birmingham，B152TTUK)AbstractThispaperusestheDynamicBlot’Sequationasthegoverningequation，andadoptsthefiniteelementmethodforspacediscretizationandthegeneralizedNewmark一fortimediscretization．Acomputation

5、alprogramPORO—WSSI2Disdevelopedfortheconsolidationanddynamicresponseanalysisofseabedfoundation。ItisbasedontheprogramSWANDYNEwhichisforearthquakeanalysis．TheconsolidationmodulusinPORO—WSSI2DisvalidatedbytheTerzaghi1Dconsolidationtheory．ApplyingthePORO—WSSI2D，t

6、heconsolidationprocessandthefinalconsolidationstatusofseabedfoundationunderalarge-scalecompositebreakwaterandhydrostaticwaterpres-sureareintensivelyinvestigated．ThecomputationalresultsindicatethePORO—WSSI2Dcaneffectivelyanalyzeandevaluatetheconsolidationproce

7、ss，andpredicttheshearfailureofseabedfoundationundermarinestructures．thefinalconsolidationstatusdeterminedalsocanprovidetheinitialconditionsastrueaspossibleforthelateranalysisofliquefactionandshearfailureinseabedfoundationundertheoceanwaveorearthquakeloadingin

8、engineering．KeywordsConsolidation，Subsidence，Compositebreakwater，Biot’Stheory，Unsaturatedseabed，Porousmedia，Shearfailure，Liquefaction收稿日期：2012—05—05；收到修改稿日期：2012—07-03．基金项目：英国工程与物理研究委员会(E