典型承台-群桩结构波流联合作用力特性研究
发布时间：2022-05-03 00:08
跨海桥梁下部承台-群桩复合结构在海洋环境中,承受着波浪和海流的共同作用,其受力状态非常复杂。因此研究承台-群桩结构在波流联合作用下的受力,对于实际工程有重要的指导作用。本论文以国家大力发展海洋经济,全面推动海洋科学为背景,依托国家自然科学基金项目《跨海大桥群桩-承台-桥墩整体结构波流力计算方法研究》,研究了不同几何形状的承台-群桩复合结构在波浪、海流和波流联合作用下的受力特性以及相互影响,对其理论计算方法进行了对比。主要内容如下:（1）通过查阅相关的国内外文献,综述了承台-群桩结构在波流联合作用下的研究目的和意义,归纳了当前波流联合力研究的发展现状。（2）采用物理实验的研究手段,研究了不同波浪与不同流速的水流耦合情况下波高和速度场的变化,通过理论值和实验值的对比分析,验证了相关理论公式的正确性。（3）研究了不同形状的承台在受到波流透空冲击时,正向波流力和浮托冲击力的力学特性,以及受相对水流速度和相对波高的影响;研究了不同形状承台在受到波流动水压力的作用下,采用Morison方程和绕射理论得到的计算结果与实验值的差异,这些差异是由于不同承台形状、下部群桩对承台的影响和波流线性叠加不合理等...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 波浪理论研究进展
1.2.2 波流荷载研究进展
1.3 本文主要研究内容以及创新点
1.3.1 本文主要研究内容
1.3.2 拟采取的研究方法
1.3.3 课题的创新性
第2章 模型实验设计
2.1 实验设备和仪器介绍
2.2 模型设计
2.2.1 圆形承台-群桩复合结构
2.2.2 方形承台-群桩复合结构
2.2.3 圆端形承台-群桩复合结构
2.3 实验工况设计
2.4 模型制作和安装
2.4.1 测量承台-群桩总力的模型
2.4.2 测量承台的力的模型
2.5 本章小结
第3章 波流耦合流场分析研究
3.1 水流对波浪要素的影响
3.1.1 理论解和经验公式
3.1.2 波高实验值与理论值(经验公式)对比
3.2 波流共同作用下水质点速度研究
3.2.1 相关波浪理论
3.2.2 实验值与线性叠加值对比
3.3 本章小结
第4章 不同水深工况下结构受力特性研究
4.1 承台作用力研究
4.1.1 波流对承台的冲击作用
4.1.2 波流对承台的动水压力作用
4.1.3 上浪时承台的受力特性
4.2 群桩作用力研究
4.2.1 Morison方程计算群桩波浪力
4.2.2 修正后的Morison方程计算群桩波流力
4.2.3 不同因素对群桩波流力的影响
4.3 复合结构不同组分受力占比研究
4.3.1 冲击作用下占比分析
4.3.2 动水压力作用下占比分析
4.3.3 上浪时占比分析
4.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
攻读学位期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]平潭海峡公铁两用大桥非通航孔引桥围堰设计与施工[J]. 王东辉. 桥梁建设. 2016(03)
[2]桩基承台结构的波流力研究进展[J]. 刘桦,王本龙,薛雷平,何炎平. 应用数学和力学. 2013(10)
[3]跨海桥梁基础波浪(流)力计算问题探讨[J]. 胡勇,雷丽萍,杨进先. 水道港口. 2012(02)
[4]跨海大桥桥渡设计关键技术探讨[J]. 杨进先,胡勇. 桥梁建设. 2010(05)
[5]基于Longuet-Higgins模型的畸形波模拟方法[J]. 刘赞强,张宁川. 水道港口. 2010(04)
[6]规则波中圆形承台对桩基波浪力的影响[J]. 姚文伟,刘桦. 力学季刊. 2009(03)
[7]随机波浪对浪溅区三维结构物冲击作用试验研究[J]. 丁兆强,任冰,王永学,任效忠. 大连理工大学学报. 2008(06)
[8]随机波浪作用下近岸波流场的数值模拟[J]. 唐军,沈永明,崔雷,郑永红. 力学学报. 2008(04)
[9]WAVE CURRENT FORCES ON THE PILE GROUP OF BASE FOUNDATION FOR THE EAST SEA BRIDGE, CHINA[J]. LIU Shu-xue, LI Yu-cheng, LI Guang-wei State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China,. Journal of Hydrodynamics. 2007(06)
[10]波浪冲击过程流场变化特性试验研究[J]. 任冰,李雪临,王永学. 海洋工程. 2006(04)
博士论文
[1]跨海桥梁下部结构波流力计算方法研究[D]. 刘浪.西南交通大学 2017
[2]波浪对弹性支撑平板结构冲击作用的实验研究[D]. 刘明.大连理工大学 2016
硕士论文
[1]波浪效应下深水桥梁群桩基础结构形式研究[D]. 任森.西南交通大学 2018
[2]海洋环境中桩—承台复合基础波浪荷载研究[D]. 蔡子龙.西南交通大学 2017
[3]船首甲板上浪问题的数值模拟[D]. 叶海轩.上海交通大学 2015
[4]非线性波浪冲击透空结构物数值模拟[D]. 张齐焰.浙江大学 2008
本文编号：3650234
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 波浪理论研究进展
1.2.2 波流荷载研究进展
1.3 本文主要研究内容以及创新点
1.3.1 本文主要研究内容
1.3.2 拟采取的研究方法
1.3.3 课题的创新性
第2章 模型实验设计
2.1 实验设备和仪器介绍
2.2 模型设计
2.2.1 圆形承台-群桩复合结构
2.2.2 方形承台-群桩复合结构
2.2.3 圆端形承台-群桩复合结构
2.3 实验工况设计
2.4 模型制作和安装
2.4.1 测量承台-群桩总力的模型
2.4.2 测量承台的力的模型
2.5 本章小结
第3章 波流耦合流场分析研究
3.1 水流对波浪要素的影响
3.1.1 理论解和经验公式
3.1.2 波高实验值与理论值(经验公式)对比
3.2 波流共同作用下水质点速度研究
3.2.1 相关波浪理论
3.2.2 实验值与线性叠加值对比
3.3 本章小结
第4章 不同水深工况下结构受力特性研究
4.1 承台作用力研究
4.1.1 波流对承台的冲击作用
4.1.2 波流对承台的动水压力作用
4.1.3 上浪时承台的受力特性
4.2 群桩作用力研究
4.2.1 Morison方程计算群桩波浪力
4.2.2 修正后的Morison方程计算群桩波流力
4.2.3 不同因素对群桩波流力的影响
4.3 复合结构不同组分受力占比研究
4.3.1 冲击作用下占比分析
4.3.2 动水压力作用下占比分析
4.3.3 上浪时占比分析
4.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
攻读学位期间参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]平潭海峡公铁两用大桥非通航孔引桥围堰设计与施工[J]. 王东辉. 桥梁建设. 2016(03)
[2]桩基承台结构的波流力研究进展[J]. 刘桦,王本龙,薛雷平,何炎平. 应用数学和力学. 2013(10)
[3]跨海桥梁基础波浪(流)力计算问题探讨[J]. 胡勇,雷丽萍,杨进先. 水道港口. 2012(02)
[4]跨海大桥桥渡设计关键技术探讨[J]. 杨进先,胡勇. 桥梁建设. 2010(05)
[5]基于Longuet-Higgins模型的畸形波模拟方法[J]. 刘赞强,张宁川. 水道港口. 2010(04)
[6]规则波中圆形承台对桩基波浪力的影响[J]. 姚文伟,刘桦. 力学季刊. 2009(03)
[7]随机波浪对浪溅区三维结构物冲击作用试验研究[J]. 丁兆强,任冰,王永学,任效忠. 大连理工大学学报. 2008(06)
[8]随机波浪作用下近岸波流场的数值模拟[J]. 唐军,沈永明,崔雷,郑永红. 力学学报. 2008(04)
[9]WAVE CURRENT FORCES ON THE PILE GROUP OF BASE FOUNDATION FOR THE EAST SEA BRIDGE, CHINA[J]. LIU Shu-xue, LI Yu-cheng, LI Guang-wei State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China,. Journal of Hydrodynamics. 2007(06)
[10]波浪冲击过程流场变化特性试验研究[J]. 任冰,李雪临,王永学. 海洋工程. 2006(04)
博士论文
[1]跨海桥梁下部结构波流力计算方法研究[D]. 刘浪.西南交通大学 2017
[2]波浪对弹性支撑平板结构冲击作用的实验研究[D]. 刘明.大连理工大学 2016
硕士论文
[1]波浪效应下深水桥梁群桩基础结构形式研究[D]. 任森.西南交通大学 2018
[2]海洋环境中桩—承台复合基础波浪荷载研究[D]. 蔡子龙.西南交通大学 2017
[3]船首甲板上浪问题的数值模拟[D]. 叶海轩.上海交通大学 2015
[4]非线性波浪冲击透空结构物数值模拟[D]. 张齐焰.浙江大学 2008
本文编号：3650234
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3650234.html
