波流作用下深水全直桩码头动力响应分析.pdf

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1、学校代码：10286分类号：密级：UDC：学号：波流作用下深水全直桩码头动力响应分析研究生姓名：导师姓名：申请学位类别学位授予单位东南大学一级学科名称论文答辩日期20年月日二级学科名称学位授予日期20年月日答辩委员会主席评阅人20年月日硕士学位论文波流作用下深水全直桩码头动力响应分析专业名称：水利工程研究生姓名：柳成林导师姓名：谢耀峰RESEARCHONDYNAMICRESPONSEOFALLVERTICALHIGHPILEDWHARFINDEEPWATERADissertation（Thesis）SubmittedtoSout

2、heastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLIUChenglinSupervisedbyProf.XIEYaofengSchoolofTransportationSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使

3、用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公

4、布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要随着我国水运业的蓬勃发展与大型海港建设的需要，离岸深水全直桩码头成为我国未来港口建设的趋势。与传统近岸高桩码头不同，离岸深水全直桩码头一般建造在外海软土地基上，主要承受波浪引起的循环动力荷载作用。波浪传播过程中伴随着海流，波流相互作用会改变波浪要素，水流—波浪—桩—土—码头结构体系共同作用机理较为复杂。本文从理论上探讨了波流相互作用的Doppler效应，基于特征波法和谱分析法研究了波流荷载的计算方法。以某深水全直桩码头工程为原型，通过数值模

5、拟建立了全直桩码头在波流荷载作用下的确定性响应计算模型与随机响应计算模型。研究水流—波浪—桩—土—码头结构系统作用的理论与计算方法，解决波流作用下深水全直桩码头的受力变形特性与振动稳定问题，为未来深水离岸工程的安全建设提供理论支撑。（1）基于非线性文克尔地基梁法，采用考虑循环荷载下土体强度退化的P-Y曲线模拟桩土相互作用，采用matlab与APDL联合编程建立全直桩码头结构有限元模型。（2）基于Morison方程，采用特征波法与谱分析法综合研究波浪荷载，分析波浪荷载随波高、周期的变化规律。研究波浪与海流相互作用的Doppler效

6、应，基于波浪作用通量守恒理论分析了波流相互作用下波浪要素的变化，探讨了波浪谱变形规律以及海流对波浪荷载的影响。研究发现正向海流会导致波高降低，波长变长，即波陡变小，波浪形态更加平缓；海流会大幅增大作用在桩柱上的拖曳力，使波浪荷载增大。（3）综合研究波流荷载作用下全直桩码头结构的时程响应与随机振动规律。基于特征波法研究波高、周期以及海流对结构响应的影响。基于谱分析法建立线性系统下全直桩码头随机响应计算模型，求得全直桩码头响应的1σ（标准偏差）解与响应谱密度曲线。研究发现全直桩码头结构响应对波高变化最为敏感，与周期不呈现明显的相关性

7、，波流相互作用会加剧结构响应。关键词：全直桩码头，有限元，P-Y曲线，波流相互作用，动力响应IAbstractAbstractWiththevigorousdevelopmentofChina'swatertransportationandtheneedforlarge-scaleseaportconstruction,offshoreallverticalhighpiledwharvesindeepwaterhavebecomethetrendoffutureportconstructioninChina.Differentf

8、romthetraditionalhigh-pileswharf,allverticalhighpiledwharvesindeepwateraregenerallybuiltonoffshoresoft-soilfoundations,andaremainly