混凝土管桩对海堤稳定性影响分析

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1、混凝土管桩对海堤稳定性影响分析1112谢兼量梅明荣吴官胜蒲高军（1.河海大学土木学院工程力学系江苏南京210098;2.胜利油田有限公司规划设计研究院山东东营257000）摘要：在海浪的长期冲刷剥蚀下，海堤极易发生失稳破坏，需要不断的对其进行加固，以保证海堤的安全稳定性。采用单排桩加固海堤是众多加固方案中较好的一种，它能大大提高海堤的稳定性，保护堤脚不受海浪冲刷淘空，还具有保滩促淤的良好效果。然而，单排桩桩前海床仍不免受到海浪的冲刷淘空，经过长时间的作用将会形成相当的冲坑深度，影响到桩的受力平衡，进而影响到桩以及海堤的稳定性。分别采用极限平衡法和有

2、限单元法，对单排桩加固前后海堤的稳定性进行了分析，研究结果表明：打入混凝土管桩后，海堤的稳定性明显得到了提高，因此，混凝土管桩加固海堤是可行的。关键词：极限平衡法有限单元法海堤稳定性混凝土管桩Abstract:Thedikeseawallisveryeasytobedestroyedandlostitsstabilitybythetimelessoceanwave,soitmusttobereinforcedforitssafetyandstability.Thesinglerankofpilesisabetterprojectinnumerous

3、reinforcementschemes,becauseitcanprotectthefootofdikeseawalltoimprovedikeseawallstabilityandcanhelpthebeachtosiltitself.However,theseabedinfrontofthesinglerowpileisunavoidabletobeerodedbytheoceanwave,andgraduallyformedadeepfoundation.Thedeepfoundationwillbreakthebalanceofthesi

4、nglerowpilewiththeincreaseofthedepth,andthenitwillaffectthebalanceofdikeseawall.ToemploytheLimitEquilibriumMethodandFiniteElementMethodrespectively,thestabilityofdikeseawallcanbeanalysedbeforeandafterreinforcedbysinglerankofpiles.Theresearchresultshavedemonstratedthatthestabil

5、ityofthedikeseawallcanbeenhancedobviouslyaftertheconcretestakesinsertintotheseadyke,soitisfeasibletoreinforcethedikeseawallbytheconcretestakes.Keywords:limitequilibriummethod,finiteelementmethod，thestabilityofthedikeseawall,theconcretestakes1引言海堤是沿海岸修建的一种挡潮防浪，防止田地被淹没的堤防工程，是海岸防

6、护工程的主要设施。与一般河道水工建筑物相比，海堤工程的堤基一般比较软弱，堤脚受海浪的影响较大。长期风浪、海潮对海堤特别是堤脚的冲刷，使得岸滩剥蚀严重，影响到堤防的稳定性，因此，为了增加海堤的稳定性，必须采取工程措施对海滩加以保护。河海大学龚崇准教授等提出的透空桩式离岸堤保滩促淤工程，是非常有效的一种海堤加固方案。这种结构的主体为预应力高强钢筋混凝土管桩，将其间隔排列距离海堤一定距离即构成离岸堤，可用于消减近岸区浅水波浪的波高，改变波态，以达到保护海滩的目的。然而以单排桩为主体的桩式离岸堤结构或其他以单排桩加固海堤的结构，对加固海堤稳定性的实际效果是

7、明显的，但还需要从理论分析的高度上加以说明，用于进一步指导和优化设计。另一方面，采用桩加固以后，桩及桩前滩地随即成了海堤遭受海浪冲击的前沿，在海浪的不断冲刷作用下，势必会淘空桩前海床，造成桩前后受力的不平衡，引起桩的大位移转动，甚至倾覆失稳，进而导致海堤的稳定性下降。上述问题现有的设计计算方法是难以解决的。因此，必须对海堤的稳定性以及桩的稳定性进行讨论，并对单排桩加固海堤稳定性的影响进行分析。2极限平衡法2.1极限平衡法的简要介绍极限平衡法是一种近似的计算方法，采用此方法可以求得一种近似解答。对土体而言，其极限平衡条件实质是剪切破坏条件，在荷载作用

8、下，土体内任一点都将产生应力，当通过某点某一方向平面上的剪应力τ等于土的抗剪强度τ，就称该点处于极限平衡状态。其基f本思路