基于随机波浪力作用下桩柱动力反应分析

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1、东南大学硕士学位论文随机波浪力作用下桩柱动力反应分析姓名：张瑞平申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：龚维明20030301随机波浪力作用下桩柱动力反应分析研究生：张瑞平指导教师：龚维明教授摘要海洋环境下，海工构筑物在波浪力作用下会产生很大的振动和变形。这些构筑物多采用桩基础来承担水平荷载，如果桩基设计不当将会导致构筑物的破坏。因此，研究桩在随机波浪荷载作用下的动力反应问题有着重要的理论价值和现实意义。在阅读了国内外大量文献的基础上，本文在分析随机波浪荷载作用下桩的动力反应过程中首次采用桩土相互作用的动力地基模型(

2、Novak模型)，充分考虑了桩土相互作用对单桩反应的影响，从而克服了传统分析中对桩土作用考虑不足的缺点；在波浪模型上，本文充分考虑了海浪的随机性，采用谱分析方法对波浪进行模拟，并结合Morison方程计算波浪力；在计算上，应用matlab编制了波浪荷载作用下单桩动力反应程序，结合实际工程给出了理论计算值，并与规范计算值进行对比。本文采用有限元软件ANSYS对波浪荷载作用下单桩的工作性能做了非线性分析，并与理论计算值进行了对比。而且对水平荷载下，桩在土体中的影响范围进行了探讨。本文还讨论了波浪参数、土体参数、以及桩身参数

3、与桩动力反应之间的关系，得出了一些定性结论，对在工程设计中这些参数的选取给出了建议。关键词：海工构筑物动力反应有限元随机波浪桩基础谱分析．—．————————————————。．．—．———————T—h—e—A——n—a—ly．s．i．s—o—f—S——in—g—l—e—P—i—le——D—y—n—a—m——i—c—R—e—s—p—o—n—s—e—Und—ertheRandomWaveForce．TheAnalysisofSinglePileDynamicResponseUndertheRandomWaveForce

4、GraduateStudent：ZhangRuipingSupervisor：ProfessorGongWeimingAbstractAsweknow，typicalenvironmentalloadingexertedontheoffshorestructuressuchassurfacewavesandstrongcurrentsduringseverestorms，usuallycausesignificantvibrationsanddeformations．Thepilefoundationwhicharew

5、idelyadoptedinthesestructuresoftenusedasthesupportoflevelloads，soimproperdesignwillproduceseveredeflectionsanddeformationssubsequentlyandthenresultinstructuredamage．Therefore，studyonthepiledynamicresponseunderrandomwavehaveallimportanttheoreticalvalueandpractica

6、lsignification．Basedonthelargeamountofreference，Novakpile—soilinteractionmodelisfirstusedinthepaper，whichovercomesthedisadvantageoftraditionalanylasismethodthatnotconsideredthepile—soilinteractionenough．Inthestochasticanylasis，thepowerspectraldensityofwaveandara

7、ndomtypeofwaveforcesderivedfromMorisonequationforsmallbodieswereapplied．Onthecaculation，aprogramewasdevelopedbyMATLABprogrameandatheoreticalresultofpracticalengineeringwasobtained．FiniteclementanalysisisappliedtostudythepileresponsebyANSYSprogram，inwhichnonlinea

8、rmaterialpropertiesofthesoilarctakenintoconsiderationandtheresultsoftheresponseforthesystemwenpresentedandcomparedtotheresponseofpilewiththeoreticalresults．Futhermore