航道疏浚对港区防波堤稳定性影响研究

发布时间：2021-03-01 18:41

  在我国长江口、黄河口、珠江口、渤海湾等地区都存在着厚度几米到几十米不等的软土层。这些软土层都是由于湖相或者海相沉积而成的。同样,在我国大部分的近海区域的滨海区域或者近海海底也存在着这样的软土层。由于软土层的稳定性较差、抗剪以及抗压强度较低,各种物理力学性能很低,最关键的是其承载能力较低。因此研究在恶劣波浪条件下建于软土地基上的防波堤的稳定性的问题就显得至关重要。为改善航道的通航条件,维持航道尺寸,消除对船舶航行有影响的流态,一般需要在港区水工建筑物施工完成后,对航道进行疏浚。本文结合某港区防波堤工程具体实例,采用极限平衡法对航道疏浚条件下防波堤的稳定性进行计算分析,以确定航道疏浚距离防波堤堤脚距离。通过建立波浪-防波堤-地基基础有限元数值分析模型,分析不同条件下,防波堤的稳定安全问题,提出航道疏浚的合理范围。开展离心机试验来评价防波堤内侧航道疏浚对其稳定性的影响,并验证有限元的计算结果。航道疏浚后,从极限平衡法计算结果可以看出,由于防波堤外海泥沙淤积量较小、航道疏浚的起始点离防波堤堤脚距离在防波堤整体滑弧之外,防波堤整体稳定性受到影响较小,防波堤的稳定性在安全控制范围之内。从防波堤-地基基础三维有限元数值模型计算结果可以看出,航道疏浚后,防波堤及地基土体整体位移变化不大,水平位移增大约88 mm,竖向位移变化较小,说明航道疏浚和外海侧泥沙淤积对防波堤地基土层的附加应力分布影响较小。从航道疏浚后防波堤离心机模型试验结果可以看出,防波堤、地基土体的位移场分布均匀,水平位移和竖向位移都在mm量级,说明航道疏浚对防波堤影响较小,与极限平衡法和有限元法的计算结果一致。总体来看,有限元位移计算结果略大于离心机模型试验结果,说明本文采用的有限元数值计算模型是合理的。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U656.2

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本文编号：1931811