离岸深水全直桩码头动力简化计算方法研究

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1、第35卷第10期岩土力学Vol.35No.102014年10月RockandSoilMechanicsOct.2014文章编号：1000－7598(2014)10－2969－08离岸深水全直桩码头动力简化计算方法研究1,21,23王元战，贺林林，王朝阳（1.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072；2.天津大学市港口与海岸工程重点实验室，天津300072；3.中海油研究总院，北京100027）摘要：离岸深水全直桩码头结构长期承受波浪力、撞击力等动荷载作用，仅从静力角度分析不能满足工程设计要求。为研究离岸深水全直桩码头结构动力简

2、化计算方法，利用ABAQUS软件建立了全直桩码头的嵌固点模型和结构-地基相互作用的三维弹塑性有限元模型。基于所建立的有限元模型，采用模态分析法研究了上述码头结构的自振特性。分析表明，结构基本周期较长，与波浪力、撞击力荷载周期接近，结构动力响应突出。进一步计算发现，全直桩码头结构在波浪力、撞击力荷载作用下的动力响应有限元计算结果与采用单自由度系统位移动力放大系数理论公式计算结果吻合较好，由此提出全直桩码头结构动力响应可按单自由度系统位移动力放大系数理论公式进行简化计算。在此基础上，结合规范中的m法、p-y曲线法、NL法提出了上述码头结构动力简化计

3、算方法，通过与动力有限元计算结果对比，验证了所建立简化计算方法的正确性。关键词：全直桩码头；模态分析；动力响应；单自由度系统；动力简化计算方法中图分类号：TV31文献标识码：AResearchondynamicsimplifiedcalculationmethodofall-vertical-piledwharfinoffshoredeep-water1,21,23WANGYuan-zhan，HELin-lin，WANGZhao-yang（1.StateKeyLaboratoryforSimulation&SafetyofHydraulicEn

4、gineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.CityKeyLaboratoryofHarbor&OceanEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;3.CNOOCResearchInstitute,Beijing100027,China）Abstract:All-vertical-piledwharfinoffshoredeep-watersubjectstodynamicloadforalongtime,suchaswaveloa

5、dandimpactload,onlystaticanalysiscannotmeettherequirementoftheengineeringdesign.Inordertoresearchdynamicsimplifiedcalculationmethodofall-vertical-piledwharfinoffshoredeep-water,anembeddedsolidfiniteelementmodelandthestructureandsoilinteraction3Delastoplasticfiniteelementmode

6、lareestablishedbyusingABAQUSsoftware.Basedontheestablishedfiniteelementmodel,thenaturalvibrationcharacteristicsofabove-mentionedwharfarestudiedbyemployingmodalanalysismethod.Theanalysisindicatesthatfundamentalperiodofstructureisrelativelylong,anditisclosetoperiodsofwaveloada

7、ndimpactload;sodynamicresponseofstructureisremarkable.Thenthefurthercalculationshaveshownthattheresultsofdynamicfiniteelementandthetheoryformulaofthedynamicamplificationcoefficientofsingle-degree-of-freedomsystemunderwaveloadandimpactloadareingoodagreement;sodynamicresponses

8、implifiedcalculationmethodofthewharfisputforward.Onthisbasis,thedynamicsimp