短峰波作用下多孔介質(zhì)海床孔隙水壓力的三維彈塑性研究模型.pdf

1、本文提出了在短峰波作用下多孔介質(zhì)海床土體孔隙水壓力動態(tài)響應(yīng)的彈塑性理論分析模型。首先推導(dǎo)建立了短峰波作用下海床震蕩孔隙水壓力與累積孔隙水壓力的控制方程，設(shè)置好短峰波作用下海床邊界條件后，并連同短峰波與海床的彈塑性參數(shù)一起導(dǎo)入數(shù)值模擬軟件COMSOL，運算出數(shù)據(jù)以后，在MATLAB中繪制出累積孔隙水壓力圖形并與先前的實驗數(shù)據(jù)相比對。與不同于先前的海床彈性模型，本研究中，海床在海面短峰波作用下的塑性特征也得到了充分的考慮，并且，數(shù)值模擬結(jié)果

2、與Sumer et al.(1999)的波浪水槽試驗結(jié)果相符。之后，通過有限元數(shù)值分析，研究了波浪，海床常規(guī)參數(shù)及塑性參數(shù)對短峰波作用下海床土體孔隙水壓力的響應(yīng)。結(jié)果表明，海床的塑性參數(shù)只對累積孔壓有影響，并通過影響孔隙水壓的累積速率控制液化進程。其中，增大塑性參數(shù)β的數(shù)值，在累積孔隙水壓力消散階段可以顯著降低塑性體積應(yīng)變累積速率?；谏鲜鰯?shù)值分析結(jié)果，可以得到以下的結(jié)論：1）短峰波入射角對在其作用下的海床有影響。如，短峰波以45度打向

3、海床，相對于其他角度，海床的響應(yīng)將更溫和，降低了海床液化，結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險。短峰波坡度是決定在其作用下海床液化的重要參數(shù)。理論上當(dāng)短峰波坡高大于某值時海床將出現(xiàn)液化；2）海床的滲透系數(shù)和飽和度對短峰波做下其土體的各向應(yīng)力和相應(yīng)位移影響有限，而對空隙水壓力影響巨大。具體地，海床滲透系數(shù)較低時，孔隙水壓力將會累積到更大的值域；3）塑性參數(shù)和海床在短峰波作用下的孔隙水壓力的累積和消散過程大體上正相關(guān)，但海床塑性參數(shù)β較大時，孔隙水壓力將加速消散