波浪作用下樁周土復(fù)雜應(yīng)力路徑

波浪作用下樁周土復(fù)雜應(yīng)力路徑與液化分析匯報內(nèi)容研究意義樁土相互作用數(shù)值模型樁周土應(yīng)力路徑分析下一步工作研究意義平湖管線岱山登陸點海床液化是導致海洋構(gòu)筑物失效的重要原因海底管線斷裂海上平臺傾覆研究意義應(yīng)力路徑對海床抗液化性能的影響地震荷載波浪荷載交通荷載

當振次較少時（10次或者20次），循環(huán)圓扭剪比循環(huán)三軸降低20％左右當振次較多時（100次或者1000次），循環(huán)圓扭剪比循環(huán)三軸降低40％左右，大于Ishihara(1984)的30％和沈瑞福(1996)的15％主應(yīng)力方向角：主應(yīng)力與z軸夾角研究意義樁周海床應(yīng)力路徑特點

純海床：海床只受波浪荷載作用有樁海床：海床不僅受波浪作用，還受樁擠壓作用純海床受力示意圖圓形應(yīng)力路徑有樁海床受力示意圖樁土擠壓匯報內(nèi)容研究意義樁土相互作用ABAQUS數(shù)值模型樁周土應(yīng)力路徑分析下一步工作波浪作用下樁土相互作用數(shù)值模型理論基礎(chǔ)

純海床理論模型（Madsen（1978），Yamamoto（1978），Jeng）土體為多孔介質(zhì)彈性體，土骨架和孔隙水均可壓縮，滿足連續(xù)性方程如下（Biot固結(jié)方程）：其中p為超靜孔壓，e為體應(yīng)變，k為滲透系數(shù)，K’為表觀體積模量，表示如下：

影響因素：土滲透系數(shù)、剪漲性、波浪荷載參數(shù)

當考慮樁土相互作用時，需分析樁土相對剛度的影響。海床表面作用有波浪荷載，滿足線性波浪理論。源項波浪作用下樁土相互作用ABAQUS數(shù)值模型模型材料與幾何參數(shù)海床為多孔彈性介質(zhì)波浪荷載和孔壓邊界通過子程序二次開發(fā)實現(xiàn)波浪荷載采用線性波浪理論計算上部結(jié)構(gòu)高50m，樁徑3m，樁長30m，樁模量20GPa，C3D8R海床范圍50m，海床厚度50m，土模量20Mpa，C3D8P波浪荷載和邊界條件波浪作用下樁土相互作用數(shù)值模型波浪-樁波浪-海床波浪-海床：波浪-樁（循環(huán)往復(fù)荷載）：海床表面孔壓邊界：水深29m，周期9.8s，波長132m，符合彌散關(guān)系。匯報內(nèi)容研究意義樁土相互作用數(shù)值模型樁周土應(yīng)力路徑分析下一步工作無樁海床模型驗證

純海床應(yīng)力路徑不考慮海床自重應(yīng)力路徑波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-無樁海床考慮自重應(yīng)力時應(yīng)力路徑考慮海床自重有限深度海床應(yīng)力路徑并不是圓形

考慮重力時海床主應(yīng)力軸并未發(fā)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)主應(yīng)力角隨時間變化波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-無樁海床有樁海床全過程分析波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-有樁海床波浪傳播方向樁后土t=2t=4t=6t=8t=10應(yīng)力路徑應(yīng)力方向角應(yīng)力路徑影響因素t=2t=6t=10波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-有樁海床只有海床受荷只有樁受荷

應(yīng)力路徑形狀影響因素：海床上波浪荷載與樁上波浪荷載的相對比例。荷載參數(shù)分析t=2t=6t=8荷載幅值隨水深變化曲線波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-有樁海床水深10m時應(yīng)力方向角時程海上風電機水深：10m—50m(1)周期9.8s，水深29m，波長132m

(2)周期9.8s，水深10m，波長90m水深29m時應(yīng)力方向角時程樁土剛度的影響表層（5m）深層（15m）

樁土相對剛度對表層海床應(yīng)力路徑具有一定影響

樁具有一定的影響范圍（柔性樁）柔性樁變形模式波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-有樁海床表層（5m）應(yīng)力路徑深層（5m）應(yīng)力路徑剛性樁應(yīng)力路徑分析剛性樁變形模式剛體轉(zhuǎn)動波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-有樁海床表層應(yīng)力路徑深層應(yīng)力路徑樁周不同位置應(yīng)力路徑波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-有樁海床波流共同作用波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析-有樁海床海流使波浪參數(shù)改變：當波流同向時，表層流速增加，底層流速減小，波高減??；當波流反向時，表層流速減小，底層流速增加，波高增加。考慮自重應(yīng)力影響時，波浪作用下海床主應(yīng)力軸不會發(fā)生360度旋轉(zhuǎn)，且深度越深，主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)越不明顯。考慮樁土相互作用的海床應(yīng)力路徑與純海床應(yīng)力路徑具有較大差別，因此孔壓累積特性也可能不同。樁土相對剛度、波浪參數(shù)和土單元深度對應(yīng)力路徑具有較大影響。波浪作用下樁周土應(yīng)力路徑分析結(jié)論：實際風和海流的相位與波浪的關(guān)系不確定，因此應(yīng)力路徑可能更為復(fù)雜；彈性分析和彈塑性分析可能存在差別。存在的問題：匯報內(nèi)容研究意義樁土相互作用數(shù)值模型樁周土應(yīng)力路徑分析下一步工作下一步工作彈性分析復(fù)雜應(yīng)力路徑考慮復(fù)雜應(yīng)力路徑的本構(gòu)方程模型試驗驗證有限元二次開