波浪作用下黄河三角洲粉质土海床不稳定机制研究

发布时间：2022-02-22 18:07

　　随着人类活动不断向海洋拓展和各类海洋工程的大量兴建，波浪作用下的海床响应及海床地基稳定性成为亟待深入研究的问题。本文以黄河三角洲为背景，在总结和借鉴国内外已有研究成果的基础上，从室内模拟试验和数值分析两个方面入手，着力于探究波浪作用下海床响应的物理机制和能够有效描述该问题的数学模型，着重考察了高频率小波高常规波浪和极端波浪条件下粉质土海床的响应特征，探讨了海床失稳机制并给出了相应的评价方法。本文的主要工作和研究成果如下：（1）提出和研制了一种方形水槽试验装置，并将其应用于波浪海床相互作用的模拟试验研究当中。试验和分析表明方形水槽试验装置能够产生比较稳定的驻波，具有占地小、价格低、操作简单等特点。驻波波腹以下海床内部仅有附加循环正应力，波节以下海床仅有附加循环剪应力，行进波作用下海床内部一点应力状态可以分解为驻波作用下波腹和波节之下海床内部一点应力状态之和。方形水槽试验装置为区分和考察波浪导致的海床内部正应力、切应力两种附加应力对振荡和累积孔隙水压力的贡献机制发挥了独特作用。（2）通过水槽试验，发现驻波波节处发生海床流化现象并伴随有明显的孔隙水压力累积；波腹处海床无不稳定现象仅伴随有振荡... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1. 前言
    1.1 选题背景及意义
    1.2 研究思路及研究内容
2. 波浪-海床相互作用问题研究综述
    2.1 模型模拟试验
    2.2 理论研究
    2.3 海床稳定性
    2.4 小结
3. 波浪作用下粉质土海床响应的水槽实验研究
    3.1 思路和概述
    3.2 方形水槽及原理
    3.3 试验方案
    3.4 试验结果及分析
        3.4.1 流化层的形成与发展
        3.4.2 孔隙水压力变化
        3.4.3 海床基本物理指标变化
    3.5 波浪导致的海床不稳定性分析
        3.5.1 海床液化分析
        3.5.2 海床剪切破坏分析
    3.6 波浪导致的粉质海床不稳定机制探讨
    3.7 本章小结
4. 水槽试验的有限元模拟
    4.1 主要思路及技术路线
    4.2 前进波作用下海床响应的有限元模拟
        4.2.1 试验概况
        4.2.2 有限元模型
        4.2.3 孔隙水压力变化特征
        4.2.4 土体位移变化特征
    4.3 驻波作用下粉土质海床响应有限元模拟
        4.3.1 试验原型与模型参数
        4.3.2 波腹以下土体孔隙水压力和位移变化特征
        4.3.3 波节以下土体孔隙水压力和位移变化特征
    4.4 讨论与小结
5. 波浪导致的黄河三角洲粉土质海床动力响应有限元分析
    5.1 主要思路及技术路线
    5.2 有限元模型
    5.3 孔隙水压力响应特征
    5.4 液化分析
    5.5 本章小结
6. 结论和讨论
    6.1 主要结论
    6.2 有待进一步研究的问题
参考文献
致谢
个人简历
学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]砂土动力学若干基本理论探究[J]. 张建民.  岩土工程学报. 2012(01)
[2]波浪作用下黄河口粉土液化与“铁板砂”形成机制的模拟试验研究[J]. 张民生,刘红军,李晓东,贾永刚,王秀海.  岩土力学. 2009(11)
[3]波浪作用下黄河口粉土液化与振荡层形成试验研究[J]. 刘红军,刘莹,张民生.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2009(05)
[4]黄河三角洲粉质土初始干密度和黏粒含量对稳态强度的影响研究[J]. 刘红军,吕文芳,杨俊杰,王秀海.  岩土工程学报. 2009(08)
[5]黄河口粉土液化过程的现场振动试验研究[J]. 常方强,贾永刚,郭秀军,孟庆生,王秀海.  岩土工程学报. 2009(04)
[6]黄河三角洲粉土循环剪切特性的试验研究[J]. 栾茂田,何杨,许成顺,张振东,王忠涛,郭莹.  岩土力学. 2008(12)
[7]波浪作用下海床土体强度非均匀化数值分析[J]. 刘红军,张民生,许国辉,陈友媛,王秀海.  岩土工程学报. 2008(06)
[8]结构性黄土临界状态力学性状[J]. 李俊连,姚仰平.  岩土力学. 2008(01)
[9]黄河三角洲粉质土硬壳层特征及成因研究[J]. 贾永刚,董好刚,单红仙,刘小丽,刘红军.  岩土力学. 2007(10)
[10]波浪对海床作用的试验研究[J]. 王立忠,潘冬子,潘存鸿,胡金春.  土木工程学报. 2007(09)



本文编号：3639965