拋石防波堤穩(wěn)定性的離散單元法分析.pdf

1、目前,拋石防波堤塊體的穩(wěn)定性分析方法基本上是以試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)而建立的,缺乏完善的理論根據(jù),這主要是因?yàn)閽伿啦ㄊ且环N離散介質(zhì)結(jié)構(gòu),其塊體的穩(wěn)定性不僅受到波浪力等外力因素的影響,而且還受到其形狀、塊體之間的相互約束和作用等因素的影響.離散單元法是一種分析不連續(xù)結(jié)構(gòu)即離散介質(zhì)的數(shù)值方法,可以用來(lái)分析拋石防波堤塊體的失穩(wěn)過(guò)程和機(jī)理.該文基于二維剛性體離散單元法的基本原理,編制了相應(yīng)的計(jì)算分析程序(2DEM),并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析和研究,最后

2、用該程序?qū)伿啦ǖ踢M(jìn)行了動(dòng)靜力穩(wěn)定性分析.該文采用的二維剛性體離散單元模型中,單元塊體形狀為凸多邊形模型,單元采用隨機(jī)方法生成,可以對(duì)塊體單元的形狀、大小、位置、級(jí)配和孔隙率進(jìn)行參數(shù)控制;外荷載考慮了作用于塊體形心的集中荷載和作用于表面的分布荷載;采用動(dòng)態(tài)松弛法(一種顯式的數(shù)值求解方法)求解靜力作用和動(dòng)力作用的瞬態(tài)位移場(chǎng)、速度場(chǎng)、加速度場(chǎng)和塊體之間的接觸作用力,并以AutoCAD的圖形格式輸出;基于塊體的位移和速度量建立了塊體穩(wěn)定性判

3、斷準(zhǔn)則,還從位移、速度和摩擦力方面給出了塊體穩(wěn)定安全系數(shù)的定義.通過(guò)算例驗(yàn)證了所編程序的正確性.通過(guò)算例計(jì)算分析,討論了時(shí)步、剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)的取值對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,并給出了這些計(jì)算參數(shù)的取值方法.首次用離散單元法對(duì)防波堤塊體進(jìn)行了動(dòng)靜力穩(wěn)定性分析.該計(jì)算模型和方法可以形象地模擬拋石防波堤塊體在波浪作用下的局部失穩(wěn)和從局部失穩(wěn)到整體失穩(wěn)的變化過(guò)程,并可以模擬由于泥沙的侵入等原因造成拋石防波堤塊體之間摩擦系數(shù)變小,整個(gè)防波堤穩(wěn)定安全性降