防波堤內(nèi)側(cè)木棧道凍脹變形的物理模擬研究.pdf

1、冰災(zāi)害、冰荷載與冰凍環(huán)境一直是寒區(qū)海域工程建設(shè)主要的控制因素，因此，合理的確定冰對(duì)海岸結(jié)構(gòu)物的作用問題也是人們普遍關(guān)注的重點(diǎn)。由于冰物理力學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性，目前還沒有公認(rèn)能夠準(zhǔn)確描述冰與海岸結(jié)構(gòu)物相互作用的數(shù)學(xué)物理模型。原型觀測(cè)通常被認(rèn)為是最直觀有效的研究方式，但由于現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，環(huán)境惡劣，耗資大，使得直接觀測(cè)的難度大大增加。因此，本論文主要是應(yīng)用物理模擬試驗(yàn)對(duì)冰與木棧道結(jié)構(gòu)的相互作用問題進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。
　　大連冬季氣溫最低可

2、以達(dá)到-18℃，各類海岸建筑物如堤岸、棧道、棧橋等會(huì)因冰凍導(dǎo)致一些工程問題。大連近海區(qū)域海水不會(huì)全部封凍，海浪可能會(huì)越過東港商務(wù)景觀區(qū)的護(hù)岸胸墻，這部分海水不能有效地排出且會(huì)停留在木棧道結(jié)構(gòu)下部，并在低氣溫時(shí)結(jié)冰。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，防波堤內(nèi)側(cè)木棧道結(jié)構(gòu)局部結(jié)冰厚度可達(dá)20cm，木棧道結(jié)構(gòu)因受到結(jié)冰產(chǎn)生的向上膨脹力作用可能會(huì)變形破壞。為研究冰的膨脹變形對(duì)木棧道結(jié)構(gòu)的影響情況，在低溫試驗(yàn)冷庫對(duì)木棧道試件進(jìn)行了凍脹試驗(yàn)，模擬了現(xiàn)場(chǎng)可能遇到的幾種凍結(jié)

3、情況;并利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)木棧道結(jié)構(gòu)開展了拉拔破壞承載力試驗(yàn);同時(shí)為了解冰的凍融對(duì)木棧道結(jié)構(gòu)的最終影響，設(shè)計(jì)了反復(fù)凍融試驗(yàn)。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明:只發(fā)生一次凍脹，木棧道試件沒有發(fā)生破壞，水面與木棧道板條底面齊平時(shí)，凍脹變形量最大;在拉拔破壞承載力試驗(yàn)中，導(dǎo)致木棧道試件失穩(wěn)的原因是連接木棧道板條與龍骨的卡扣變形過大而失去效用，每個(gè)卡扣的承載能力約為600N;在反復(fù)凍融中，隨著凍融次數(shù)的增加，木棧道試件測(cè)點(diǎn)的變形逐漸增大，最終在第三凍