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圓墩柱橋梁模板下無限深可滲可壓縮海床中波浪滲流壓力 |
對建在海床上的海洋工程建筑物,波浪引起的滲流力是不可忽視的環境因素之一我們給由了圓墩柱橋梁模板下無限深可滲可壓縮海床中波浪滲流壓力的封閉形式的解析解,進而可以給出作用在墩柱橋梁模板底面上的滲流力和力矩的解析表達式,似定海床土介質是可變形的,孔隙流體是可壓縮的,滲流遵從達西定律,則滲流壓力的控制方程為dap=dplt海底面上的波浪壓力由線性波浪理論計算。 圓墩柱橋梁模板是海洋工程中經常應用的結構形式,其所受到的波浪荷載除了來自波浪場中的作用力外,還有海床滲流引起的波浪滲流力對后者的研究是海洋工程中重要課題之一在上介質不變形和孔隙水不可壓縮,滲流為達西滲流豹假定下,對圓墩柱橋梁模板下無限厚度海床求得了波浪滲流壓力的解析解在同樣的假定下,用有限元一無限元方法計算了單墩和群墩的滲流力采用Bit固結理論,考慮海床土介質的變形和孔隙水壓縮性,用本征函數展開法給出了有限厚度海床滲流壓力的解析表達式。 當圓墩往下海床無限厚時,有希望獲得滲流壓力的封閉形式的解析解,文獻仁日對不考慮土介質變形和孔隙水壓縮性的情況,建立了這一解,我們將給出考慮土介質變形和孔晾水壓縮性時的這一解所示為在一無限深海床上設置一個圓墩柱橋梁模板,其半徑1海水深度為hI,海床為勻質,剛度和滲透性均各向同性的土介質,其滲流滿足達西定律。假定:(1)土骨架的應力一應變關系為線性的忽略慣性力的影響,(3)土顆粒本身不可壓縮;(4)土介質隨時間的變形為小量在上述假定下海床土壤的平衡方程將是Biot方程從Biot方程和孔隙流體的連續方程中消去土介質位移,我們便得到滲流壓力的控制方程C S 7式中,C對kfK--嘆1一2)/(1一v)/(ZG)下,G和k,分別是土介質的剪切模量、泊松比、孔隙率和滲透系數,K是孔隙水的視體積模量,下是水的比重?梢,C。是表征土壤變形和孔隙水壓縮性的一個參數,對沙質土壤C一1s/m僅考慮方程(1)的穩定解,可設p(二,y,二)是入射波圓頻率滲流壓力空間分量P(二v二)滿足方程對本文問題,以上方程的邊界條件為p- p,(二,y)式中,P,是海底面上的波浪壓力(空間分量)我們由線性波浪理論計算p叮,即式中,p-體比khi和k分別是入射彼波幅和波數。和J:為,階第一類8 essel函數及其導數,H+”為第一類Hankel函數及其導數,o= 1,1)式(4)給出的波浪壓力沒有考慮海床滲流對波浪的影響,但考慮到海床中滲流速度遠小于波浪速度,所以可以認為式(4)仍是海底面波浪壓力的極好近似。http://www.p2y8erm.cn/ |
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