离岸深水港轻型码头在波浪作用下动力响应研究
波浪作用下防波堤周围海床的动力响应
ISSN 1000-0054CN 11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)J T singh ua Un iv (Sci &Tech ),2009年第49卷第12期2009,V o l.49,N o.12w 13http://qhx bw.chinajo 波浪作用下防波堤周围海床的动力响应华蕾娜, 余锡平(清华大学水利水电工程系,水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084)收稿日期:2009-01-13作者简介:华蕾娜(1980—),女(汉),山东,博士研究生。
通讯联系人:余锡平,教授,E-mail:yuxiping @ts 摘 要:建立了一个数值模型,用于分析防波堤周围海床动力响应;这对于稳定港口海岸防波堤基础,具有意义。
采用无网格G aler kin 方法求解二维Bio t 动力固结方程,得出了波浪作用下防波堤周围海床内部孔隙水压力、土骨架位移和有效应力的动态响应规律。
数值模型的有效性得到了实验的验证。
结果表明:海床的稳定性不仅与作用于海床上的波压有关,也依赖于防波堤施加在海床上的作用力;基底摩擦力对海床液化的影响较小;但防波堤重力和水平向波浪力力矩的影响比较显著。
关键词:防波堤;海床;Bio t 固结理论;波浪;稳定性中图分类号:T V 148+.9文献标识码:A文章编号:1000-0054(2009)12-1963-04Dynamic response of the seabed aroundbreakwaters to wavesH UA Leina ,YU Xiping(State Key Laboratory of Hydros cience and Engineering ,Department of Hydraulic Engineering ,T s inghua University ,Beij ing 100084,China )Abstract :A num erical model w as develop ed to analyze the s eabed response aroun d br eakw aters and th e main factors affecting break water stability an d to stabilize coas tal s eabed.T he 2-D Biot ’s dynamic consolidation equations w ere s olved us ing the element-free Galerkin meth od to solve the transient respons e of the pore water pressu re,the soil s keleton dis placement,and the effective stress es in the s eabed around the b reakw aters resultin g from w aves.T he results of the s eabed w ith s tanding w ave agree well with ex perimental data.T he results show th at th e seabed stab ility is not only deter mined by the w ave pr ess ures acting on the seabed surface,but als o by th e forces applied by the breakw aters to s eabed.T he break water base frictional forces have little influ ence on the size of the liqu efied s eabed.Th e b reakw ater w eigh t and th e h or izontal wave forces most s trongly affect the liquefaction.Key words :breakw ater s;seab ed;Biot ’s con solidation theor y;w ave;stab ility沉箱式防波堤是港口海岸工程中被广泛采用的一种建筑物。
浅议外海深水码头建设的水动力问题
Ｂ ｏｒｐ ｙ Ｚ Ａ ｈｎ — ｉ（ ６ 一 ， ａ ，ｈ Ｄ， ｓａｃ ｌｗ． ｉｇａｈ ： Ｈ Ｏ Ｃ ｏｇ ｊ １ ５ ）ｍ ｌ ｐ ． ｒ ｅｒ ｆ ｌ ｕ ９ ｅ ｅ ｈ ｅｏ
维普资讯
２０ ０ ７年 ８ 月
赵 冲久
浅议 外 海深水 码 头建设 的水 动力 问题
收 稿 日期 ：０７— ５—１ ； 修 回 日期 ：０７ ６ ７ ２ｏ ０ ５ ２０ —０ —０
基金项 目： 交通行业重大科技专项（０ ６２００ ３ ０ ） ２０３８ ００ — ４ 作者简介 ： 赵冲久 （９５一）男 ， １６ ， 辽宁省人 ， 博士 ， 研究员 ， 从事河 口、 海岸及近海工程研究 。
题 需要 解决 。
１ 一 般 问题
我 国海岸 线绵 长 ， 海海岸 工程众 多 ， 设经 验丰 富 ， 沿 建 技术 较 为成 熟 。海 岸 区域 的水 文 、 象 资料 较 多 ， 气 设 计 中的有关 问题 现有规 范可 依 ， 比较 易于 把握 。但对 外 海 深水港 来 讲 ， 由于 其 与海 岸 工 程有 许 多 不 同点 ，
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｅ ｗａ ｎ ａ ｂ ｒ ｏ ｒ ａ ｔ ｒ ｙ ａ ｄ Ｈ ｒ ｏ ｏ Ｗ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ． １２ ４ Ａｕ ｇ． ２ ０ ０７
浅 外 深 码 建 水 力问 议 海 水 头 设的 动 题
赵 冲 久
（ 交通部 天津水运 工程 科 学研 究院 工 程泥 沙交 通行 业重 点实验 室 ， 津 ３０ ５ ） 天 ０４ ６
在 外海准 确地 测量潮 位 、 流是 比较 困难 的 ， 潮 而且 缺乏历 史数 据 。开展测 量也 仅为 短 时间资料 。受 当时 的气 象 条件等 其它 因素影 响较 大 ， 以把握 潮汐 的规律 。其 设计 中 的难点是 潮 流流态 和设计 水位 的确定 。 难
离岸深水港码头泊稳条件关键技术研究报告
离岸深水港口建设关键技术研究课题之一离岸深水港码头泊稳条件关键技术研究汇报简本1. 引言伴随近岸深水岸线旳逐渐减少，以及船舶大型化旳发展，码头建设日益向着条件愈加恶劣旳深水地区发展，大型船舶旳系泊安全问题日益成为各方关注旳焦点之一。
本课题对码头泊稳条件开展了较为系统旳研究，为此后建设大型离岸深水码头船舶系泊旳安全性提供了保障。
1.1为我国此后大规模旳港口建设提供技术保障我国国民经济旳持续高速发展，港口运送能力已不适应日益繁忙旳国内外运送需要。
沿海港口运送总能力缺口达5亿吨，与2023年需要相比，缺口约20亿吨以上。
然而，我国港口布局不尽合理，缺乏大型深水码头，港口建设需在原有基础上向深水发展，这就需要处理离岸大型高品质深水港口建设一系列重大技术问题。
本课题紧密结合依托工程，对离岸深水港码头泊稳条件关键技术开展研究，并将成果推广应用到一般旳离岸深水码头建设中，将为我国旳港口建设提供有力旳技术保障。
1.2提高系泊船舶安全性伴随近岸深水岸线旳逐渐减少，以及船舶大型化旳发展，码头建设日益向着条件愈加恶劣旳深水地区发展，大型船舶旳系泊安全问题日益成为关注旳焦点之一。
影响系泊船舶运动旳原因较为复杂，已建成旳若干开敞式码头曾有断缆发生，对码头旳安全生产构成了严重旳威胁。
本课题对系泊船舶旳运动响应开展系统研究，为此后建设大型离岸深水码头提高船舶系泊旳安全性提供保障。
1.3提高资源运用率、建设节省型港口码头前系泊船舶旳泊稳条件直接决定了码头旳年作业天数及其使用效率，因而影响码头旳经济效益。
本课题针对改善码头泊稳条件，提高码头旳年作业天数，提高单个泊位旳年通过能力开展研究，从而提高岸线资源旳运用效率，为我国建设节省型社会做出奉献。
1.4提高我国建港技术水平、增进我国建港技术进步和创新本课题研究成果可在有关规范中应用，这对于提高我国港口工程建设旳技术水平，节省工程建设投资具有十分重要旳意义，将有力地增进我国建港建设技术进步和创新。
港口船舶停泊设施的波浪与潮流影响研究
港口船舶停泊设施的波浪与潮流影响研究引言：港口是国际贸易的关键支撑点，船舶停泊设施在港口发展中起着至关重要的作用。
然而，波浪和潮流对港口船舶停泊设施的影响不可忽视。
本文将探讨波浪与潮流对港口船舶停泊设施的影响，并提出相应的研究方法和应对策略。
一、波浪对港口船舶停泊设施的影响1. 波浪对泊位结构的影响：波浪对泊位结构的冲击力会引起结构的损坏和疲劳。
较大的波浪会对桥梁、码头和泊位的强度和稳定性造成威胁。
因此，需要研究波浪的传播规律以及波浪对结构的冲击力，以保证港口设施的安全性和稳定性。
2. 波浪对船舶操作的影响：波浪会对船舶操作造成困难，如波浪的涌动可能使得船舶起锚、锚定或配线操作变得复杂。
此外，在大波浪环境下，作业船舶和码头设施之间的对接和对码作业也会受到波浪的干扰。
因此，研究波浪对船舶操作的影响有助于提高港口的运营效率和安全性。
3. 波浪对航道航行的影响：波浪会对航道航行产生阻碍和摩擦力，造成船舶的动力损失和推进效率下降。
在激烈的波浪环境下，船舶可能无法按计划进出港口，从而影响港口船舶的停靠和货物装卸。
因此，研究波浪对航道航行的影响对于提高港口的通航能力和效率具有重要意义。
二、潮流对港口船舶停泊设施的影响1. 潮流对港口水深的影响：潮流的涨落会改变港口水深，尤其是在密闭或浅水区域。
这可能导致泊位淤泥或沙尘的积聚，限制船舶的进出港能力。
因此，研究潮流的涨落规律及其对港口水深的影响有助于确保船舶的安全进出港。
2. 潮流对泊位结构的冲刷影响：潮流的速度和方向可能对泊位结构产生冲刷和侵蚀的作用。
在长期的潮流作用下，泊位、码头等结构物可能受到水流冲刷而丧失稳定性。
因此，研究潮流对泊位结构的冲刷影响，有助于制定有效的防护和维护措施。
3. 潮流对船舶操作的影响：潮流的流速和方向可能对船舶的操纵和控制产生不利影响，尤其是在狭窄的港口航道中。
船舶在潮流环境中的操纵性能需要得到充分评估，以保证船舶能够安全进出港口。
离岸深水港码头泊稳条件关键技术研究
和使用带来 了风险 。在此背景下 ，中交水运 设计 院承担 了交通运输部西部交通建设科技 “ 离岸深水港码头泊稳条件关键技术研究 ” 下简称 “ 泊稳”课题 ），该课题基本 回答 了 深水港码头泊稳条件研究 的关键技术 问题 ， 了良好的经济社会效益。
收稿 ＥＩＩ ０ １０ － ６ ｔ ：２ １－ ９ １ ￣
船 舶 在 风浪 流 作 用 下 的运 动规 律 ，给 码 头 的
１ 主 要创 新成 果
１ 系泊船舶运动量、 ． １ 系缆力、 撞击能量计算公式 系泊 船舶 运动 响应 问题是 浪流作 用下 的系 泊船舶 、系缆系统 、消能系统及码头结构四位一 体 的复杂耦合系统 的动力响应 问题 ，涉及波浪 、 水流 、船型 、船舶 吨位 、载量 、缆绳性质 、缆绳
午 １ １月
水运 工程
Ｐｒ ｏ ｔ＆ Ｗ ａｅ ｗａ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ｔｒ ｙ ｎ ｉｅ ｒ ｎ
ＮＯ ． ０１ Ｖ２ １ Ｎｏ １ Ｓ ｒ ｌ ． ６ ． １ ｅｉ ａ Ｎｏ ４ ０
期
总 第 ４ ０期 ６
离岸深水 港码头泊稳条 件关键技术研究
周 丰 ，姜俊 杰
Ｚ Ｏ ｅ ｇＪ ＧＪ ｎ ｊ Ｈ ＵＦ ｎ ，Ｉ ＡＮ －ｉ ｕ ｅ
（Ｃ ＣＷａ ｒ ｒｎｐ ｒ ｔ ｎＣ ｎｕｔ ｔＣ ． ｔ．Ｂ ｉｎ ０ ０ ７ Ｃ ｉａ Ｃ Ｃ ｔ ａｓｏ ａ ｏ ｏｓｌ ｎｓ ｏ， ｄ ｅ ｉｇ１０ ０ ， ｈｎ） ｅＴ ｔ ｉ ａ Ｌ ， ｊ
风浪流作用下码头系泊船舶运动响应的数值模拟
风浪流作用下码头系泊船舶运动响应的数值模拟作者：索华侨朱良生来源：《广东造船》2014年第03期摘要: 码头系泊船舶在风浪流联合作用下将发生较大的运动响应，运动过大会造成系泊缆绳断裂，影响码头的装卸作业。
本文建立了风浪流作用下码头系泊船舶运动响应数学模型，然后用结构物与波浪作用的时域方法进行数值计算，求得系泊船舶的运动响应，将所得结果与物理模型结果进行比较分析，表明二者总体上比较相符。
关键词：码头系泊；船舶运动响应；时域方法；数值模拟中图分类号：U661.32文献标识码：AThe Numerical Simulation of Motion Response of Complex Wharf Mooring Ship Under the Action ofWind Wave and FlowSUO Huaqiao, ZHU Liangsheng（South China University of Technology,Guangzhou 510640）Abstract:Wharf berthing ships under the joint action of waves flow will result in the large motion response. If movement is too large that will cause the mooring rope breakage and affect wharf handling operation.This paper established motion response mathematical model under the joint action of wind,flow and wave.Then use time domain methods to calculate the interaction between waves and structures.After obtained motion response of the mooring ship,Compare and analyze the numerical result with physical result, they are generally close.Key Word: wharf berthing；ship motion response；time domain methods；numerical modeling1引言系泊船舶在风浪流联合作用下，将发生较大的运动响应，若运动过大，不但影响到装卸作业的安全，还影响到系泊船舶自身和码头结构的安全，因此研究码头系泊船舶在风浪流联合作用下的运动响应问题显得非常重要。
深水桩自由站立分析中的波浪动力响应问题
１ 深 水 桩 自由站立 分 析 方 法
深水导管架平台通常采用群桩基础 ，即每个导管架腿与若干个套筒相连，桩穿过套筒插入土壤。
对桩 基础 进行海 上 安装 时 ，桩 除 了受横 向波 、流等环 境载 荷作用 之外 ，还 要承 受 白重 和桩锤 重量 。同 时 由于套 筒与桩 之 间的 间隙 以及 建造 和安装 误差 ，桩会产 生倾 斜 。桩 自由站立 分析 就是对 倾斜 的 ，且 有初 始贯 入深度 ，并在环 境载荷 和重 量载荷 作用下 的桩 ，进 行 的强度和 稳性校 核 分析 。计算 所用模 型
５ ４卷
增刊 ２
吴
非 ，等：深水桩 自由站立分析 中的波浪动力响应问题
１ ９ ３
图 ｌ 深 水 桩 自由站 立分 析计 算 模 型
根据 规 范要求 ，对于 承受 压缩 和弯 曲联 合作 用 的圆柱桩 ，在其 全长 的各 点上 ，均应 满足 以下 公式
的要 求 ：
锋 ’ ｒ ｌ 一 、 １ 只 一 。
关 键 词 ：波浪动力响应 深水桩 自由站立分析
０ 引 言
海 上平 台的桩基础 ，主要 用于 支撑上 部平 台和 导管架 的重量 载荷 ，同时抵 抗环境 荷载对 平 台的作 用 。深 水 导管架 平 台通 常采 用群桩 基础 ， 即每 个导 管架腿 与若干 个套 筒相连 ，桩 穿过套 筒插 入土壤 ， 桩 与套 筒之 间灌 入 水泥浆 。在对 于深 水海域 的桩 基础进 行安 装时 ，需要进 行桩 自由站立分 析 ，以满足
产 生 的波浪 动力 响应 甚至 更 大 ，必 须 予 以充 分考 虑 。
波 浪载 荷是 一种 随机 载荷 ，在 多种描 述海 浪 的模型 中，最 具有 代表 性 的是 Ｌ ｏ ｎ ｇ ｕ ｅ ｔ － Ｈｉ ｇ ｇ ｉ ｎ ｓ 模型，
波浪作用下无撑浮码头运动和受力状态试验研究
摘要：进行多项无撑浮箱码头和铰接式浮箱栈桥系统的摸型波浪动力试验，获得几百组共数万个数据，找到系统在浅水区 中的波浪动力响应规律，取得了一些十分有价值的成果。试验模型以模块化浮箱作为单元标准拼装成的３ ０（３０吨级浮码头和 由三个箱节铰接而成的浮箱栈桥为研究对象。 关键词：无撑浮码头；波浪动力；试验研究 中围分类号：Ｕ６６１．１ 文献标识码：ｈ
收稿日期：２００６—嘴．２９ 作者简介：李京武（１９４０一）．男，山东沂水人．高级工程师．主要从事海上浮式结构研究。
万方数据
海
洋
工
程
第２５卷
图１浮箱码头模型
Ｆｉｇ．１ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｏｎｌｏｏｎ ｄｏｃｋ
图２浮箱栈桥模型
Ｆｉｇ．２ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｏｎｔｏｏｎ ｔｒｅｓｔｌｅ
图３组合系统模型
图７锚链应变测量
Ｆｉｇ．７ Ｓｕａｉｎ ｎＭｎ目ｎ瑚ｎｅＩ址０ｆ ａｎｃｈｏｒ ｃｈｔｌｎ
ｍｒｌ酬埘ｎｔ
ｄ五ｐｌａｃｅｍｅｎｔ№ＥⅢ
裹４试验工况 Ｔ铀・．４ Ｗｏｒｋ
为了利用有限的传感器测得所需参数，栈 桥的传感器布置在箱节的两端，并通过该处的 升沉记录求出该箱节重心的升沉和摇角。 １．２．５试验工况． 试验是在海军青岛港湾工程试验研究中心 进行，试验水池长６０ ｍ，宽２５ ｍ，人造岸坡ｉ＝ １０％，设有大推板的规则造波机。水池周遍有
№．３
Ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｇｒｏｕｐ ｓｙｓｔｅｍ
表１模型与实体的转换关系 Ｔ曲．１
Ｃｏｎｖｅｍｋｍ ｔＲｂｌｅ ｄ ｓｍｌｅｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｏｄｅｌ
１．２试验方法 １．２．１相似条件
为了使试验结果能反映实际结构物在波浪
中的动力响应规律，忽略粘性响应保持实体与 模型之间的傅汝德数（Ｆｍｕｄｅ Ｍｕｎｌ】ｅｒ）和斯托哈 德数（Ｓｔｒｏｕｈａｉ Ｎｕｍｂｅｒ）相等，即满足两者的重力 相似和惯性力相似。
离岸深水港建设关键技术研究
、
海 洋动 力环境 ｓ深 水港规划布 置
洋 山深 水 港 一 期 工 程
《 岛群 中建 港水 动力关键技术 问题研 究》项 目验 收与鉴定会
建 设 中 的洋 山深 水 港
浪流共 同作用下系 泊条件 物理模型试 验
洋 山 深 水 港
船舶操 纵模拟器试验 图
离鼹深永黼 遗葵镧艘 弱宽
挤 密 砂 桩 船
挤密砂桩加防波堤 （ 天津港 北大防波堤 ）
半 圆型、空心方块混合 防波堤 （ 天津港南疆
东外堤一期工程 ）
离辫漂瘩漕瘟谶冀铀藏术薅襄
四 、深 水 大 浪 条 件 下 外 海 施 Ｉ 技 术 与装 备
“ 平 ２ ”深 水 整 平 船 青 号
鉴定验收委 员会专家现场考察整平船
深 水 整 平 船 下 料 整 平 系 统
二 、海Ｉ建筑物耐久性 与寿命预测’
海工混凝土耐久性参数实时监测与预警系统实物
三 、波浪作用下软土地基强度弱化规律 ｓ新型港 Ｉ结构设计方法
多个重力式复合结构单元整体 受力试验
任意方 向波流共 同作用下桩基 码头受力试验现场
高桩码头结构整体试验模 型
重力式复合结构上部面板受力试 验
波浪上托力作用下高桩码头结构的动力分析
ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｍｕ ｃ ｈ ｓ ｍａ ｌ ｌ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗａ ｖ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍａ ｙ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｗ ａ ｖ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ － ｐ ｉ ｌ ｅ ｗｈ ａ ｆ； ｒ Ｈｉ ｇ ｈ — — ｐ ｉ ｌ ｅ ｗｈ ａ ｒ ｆ ｄ ｏ ｅ ｓ ｎ ｏ ｔ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｍｅ ｎ ｏ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｖ ｅ ｕ ｐ ｌ ｉ ｔ ｆ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｕ ｇ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｗａ ｖ ｅ ｕ ｐ ｌ ｉ ｔ ｆ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ
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波浪冲击作用下海洋结构物的动力响应
（ ）加速度 。 ３ 采用 美 国国家 仪器 （ Ｉ有 限公 司研发 的基 于 Ｎ Ｐ Ａ 的 Ｃ Ｉ 通道加 速度 采集 仪器 。 Ｎ） Ｉ Ｇ Ｆ Ｒ Ｏ多 加 速度 传感 器为压 电式 ， 样频 率为 ５ ２Ｈｚ 采 １ 。
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见 图 １ 。
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消 能 装 置
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（ ） 要 素 。 用 实 验 室 自行 研 制 生 产 １波 采 的 Ｄ Ｙ １ 波 高 、 波 、 变 混 合 式 测 量 仪 Ｌ一型 滤 应
刚度矩阵 ； 、 、 分别表示结构物振动
加速 度 、 度 和位 移 矢 量 。 动 方程 中的 速 运 ３项 分 别 为惯 性 力 、 阻尼 力 和恢 复 力 。 试
验 中通 过 自由衰 减振 动 试 验 得 到模 型 的 前三阶固有频率和主要振型。 自由振动 其 特性参 数见 表 １ 。
但仅适用于浅水 中的结构物 。 处于深水中的透空式结构物 ， 随着结构尺度变大 ， 整体刚度变小 ， 自振频率和
波浪荷 载 的频 率更 加趋 近 ， 同时 冲击 作用 引 起 的局部 振 动会加 速 结构 物 表面 微裂 纹 的增 长过 程 ， 建筑 物 对 的安全 运行 造 成威 胁 。 由于 波浪 冲击 作用 的机理 尚不 清楚 ， 关 冲击作 用 下结 构 物 的动 力 响应 以及 结构 振 有 动 与 波浪 冲击 荷载 的耦 合作 用 的研究 甚 少 。 因此 须通 过模 型试 验 ， 波浪 冲击 作用 下 结 构 的动 力 响应特 性 对 进 行分析研 究 ， 为海 洋建筑 物 的结 构设计 和安 全运行 提供理 论依据 。
离岸深水码头波浪力作用下顶高程对码头损伤的影响
离岸深水码头波浪力作用下顶高程对码头损伤的影响沈才华;谢飞;陈晓峰;何晓宇【摘要】针对剪胀性海洋地基,建立了地基-桩-上部结构和波浪动荷载作用的三维动力响应数值模型.将损伤本构模型应用于码头结构,分析了不同码头顶高程下码头结构和地基的动力响应规律.研究结果显示:高桩码头受到波浪冲击,相对净空Δh∕H 为0.33左右时内力最大,损伤最严重;相对净空为0.5时损伤和内力明显减小;相对净空大于0.42时桩基内最大等效应力随顶高程增加明显减小.虽然桩基周围土层的影响范围变化不是很大,但上部结构具有较大的动力放大效应,即使是小量的地基变形量变化也可能引起上部结构内较大的破坏,因此设计时应考虑地基-桩-上部结构-波浪的相互协同作用效应.针对海洋性地基的非线性变形特性,建议建立整体模型进行分析,使设计更加科学可靠.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2018(000)009【总页数】8页(P59-65,75)【关键词】高桩码头;数值模拟;动力响应;相对净空【作者】沈才华;谢飞;陈晓峰;何晓宇【作者单位】河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;浙江省交通规划设计研究院,浙江杭州310006;浙江省交通规划设计研究院,浙江杭州310006【正文语种】中文【中图分类】U656.1+13随着一带一路港口建设的快速发展，离岸深水码头建设越来越多。
但离岸深水码头常常受到波浪冲击而破坏严重，例如1982年9号台风侵袭引起台风风浪升高导致泉州后渚港码头发生破坏[1]，2005年Katrina飓风致使90号高速公路跨海大桥桥面板遭到破坏[2]，2012年秦皇岛港一公司103泊位码头面板发生破坏。
离岸深水高桩码头在波浪作用下的动力破坏问题已成为研究热点：Kaplan[3]采用与处理小尺度圆柱相近的方法，给出了作用在水平面板的冲击力公式；张红玉[4]利用基于遗传算法的神经网络提出计算波浪冲击力的模型；周益人[5]在试验基础上得出透空式水平板波浪上托力计算方法；贾敏才[6]建立了冲击荷载作用的离散-连续耦合数值模型，为水工结构物动力加固和稳定性分析提供新的研究手段；Baarholm[7]基于流势理论，采用非线性边界元方法模拟波浪对面板的冲击作用；任冰[8]研究发现，相对净空Δh/H在0.1～0.2时不规则波浪对透空式结构物冲击作用影响很大；而陈洁[9]使用Flac3D模拟得出了在Δh/H=0.3附近，高桩梁面板受到的冲击压强最大这一结论；王元战[10]利用ABAQUS单块平板和高桩码头整体模型在冲击荷载作用下的模型响应，发现两者动力响应差异很大，且码头整体模型更为合理；卢生军[11]用ANSYS对上托力作用下高桩码头结构进行动力分析，发现动力计算得到结构内力明显小于静力计算结果，认为波浪冲击作用下宜采取动力分析。
离岸深水港波浪-防波堤
离岸深水港口建设关键技术研究课题之六离岸深水港波浪－防波堤－地基相互作用问题研究报告简本“离岸深水港建设关键技术”是交通部“十一五”科技发展规划确定的交通重大攻关专项。
本项目“离岸深水港波浪—防波堤—地基相互作用问题研究”是该重大攻关专项的课题之一。
随着我国经济的快速发展，港口吞吐量不断增长，很多港口处于超负荷运行状态，同时船舶大型化趋势促使港口工程建设向深水水域发展，对港口基础设施建设提出了新的要求。
但是,自然条件优越的港址大部已被开发，水深、浪高、流急、冲淤强度大和地基软弱等，是目前我国港口工程建设经常遇到的水文地质条件。
譬如，已有建造在天然水深超过30m、设计波高达12 m的深水防波堤；集装箱码头的设计流速已达2.5m/s；建造在粉砂质海岸上的外航道，一次骤淤强度可达2.0 m以上；再比如2002年12月，长江口深水航道治理二期工程北导堤16个半圆形沉箱，在寒潮大浪作用下发生1m以上的突然沉降，事后检查表明该工程的勘察、设计和施工均符合现行规范要求。
随后开展的土壤动三轴试验表明，在波浪循环荷载的作用下土样在不固结不排水（UU）条件下的振后抗剪强度平均值仅为静三轴UU试验平均抗剪强度的36%，即结构下卧持力软粘土发生了动力软化现象，使得地基的承载能力不再满足半圆型沉箱混合堤断面稳定的要求。
但在什么条件下基床式基础防波堤的下卧软粘土会发生动力软化？这种波浪作用下的软粘土动力软化现象的机理是什么，判别标准是什么等问题均是本课题需要深入研究的问题。
箱筒型基础防波堤是一种全新型式的防波堤（见图1），它是由天津港（集团）和天津大学共同研究开发的。
它的特点是可以更好地适应软基、大浪的条件，且在较深的水域相对经济，它还具有可浮运、海上施工简单（负压下沉）等优点。
由于箱筒结构与下卧软土有着较多的接触面又是一种全新的结构，因此没有一种现有的规范或手册可以指导箱筒型基础防波堤的断面稳定设计工作。
关于箱筒型基础防波堤的在波浪作用下的破坏模式，箱筒型基础防波堤断面稳定的设计计算方法等均是本课题需要深入研究的问题。
港口工程中的波浪与潮流力学研究
港口工程中的波浪与潮流力学研究在港口建设中，波浪和潮流是两个重要的自然因素，对港口的设计和运营都有着巨大的影响。
对于港口工程师来说，深入研究波浪与潮流力学是十分必要的。
本文将从不同角度来探讨波浪与潮流力学对港口工程的重要性和研究方法。
首先，波浪与潮流力学的研究能够帮助工程师准确预测和评估港口的水动力环境。
波浪是由海洋和湖泊中的风力和地球自转引起的，其大小和方向对港口的导航和船只进出口的安全性有着直接的影响。
而潮流则是海水在两个高潮之间的流动，也是需要考虑的一个重要因素。
通过对波浪和潮流进行详细研究，工程师可以得到港口附近的水动力环境特征，进而进行合理的设计和预测，以保证港口的安全性和可持续发展。
其次，波浪与潮流力学的研究可以指导工程师进行港口的结构设计和防护工程建设。
波浪和潮流对港口的结构物造成的冲击力和侵蚀性是需要重点研究的问题。
工程师需要根据不同区域的波浪和潮流特征，设计出能够抵御外力的港口结构物。
同时，还需要对可能对港口带来威胁的海岸侵蚀和沉积进行研究，以便采取相应的防护措施。
波浪与潮流力学的研究为工程师提供了理论和方法，使他们能够更好地解决这些问题。
此外，波浪与潮流力学的研究对于港口的环境影响评估非常重要。
港口建设可能会对周围的自然环境产生一定的影响，特别是对海洋生态系统和水质的变化。
通过对波浪和潮流的研究，可以预测港口建设后可能引发的环境变化，并提出相应的保护和修复措施。
这有助于保护港口附近的生态系统和水质，减少对环境的不良影响。
在波浪与潮流力学的研究中，工程师采用了多种方法和技术。
其中，数学模型是重要的工具之一。
通过建立数学模型，模拟并预测波浪与潮流在港口附近的传播和变化过程。
此外，工程师还会使用流量计、测深仪等测量设备对港口附近的水动力环境进行实地观测。
这些观测数据可以用来验证数学模型的准确性，并为港口工程的设计和运营提供可靠的基础数据。
在港口工程中，波浪与潮流力学的研究是不可或缺的。
波浪作用下油轮系泊码头动力状态的若干问题
波浪作用下油轮系泊码头动力状态的若
干问题
油轮系泊码头是拥有重大经济价值的特殊工程，受
波浪的影响会产生一系列的系泊状态，从而对码头的安全性和稳定性造成较大的影响。
因此，研究波浪作用下油轮系泊码头动力状态的若干问题，是当前油轮系泊码头学术技术发展的一个重要内容。
波浪作用下油轮系泊码头动力状态的研究主要包括
以下几个方面：
第一，探究码头在不同环境条件（海浪高度，数量，周期等）下油轮系泊力学有效性；
第二，发展油轮系泊码头动力性能模型；
第三，在码头湿法中研究不同海洋环境条件下的多
孔介质流体力学特性，以及函数波浪的作用下的流体力学特性；
第四，研究不同海洋环境条件下波浪对码头内各工
况的影响。
为了解决这些问题，需要运用多种专业的数学模型，对码头的系统动力特性进行综合分析。
首先，利用数值仿真技术和实验室实验模拟，确定码头湿法中码头内各工况波浪作用下的动力特性。
然后，利用数学建模技术，建立合理的油轮系泊码头动力学模型，对油轮系泊码头的安全性和可靠性进行精确的估计和分析。
最后，针对不同环境条件（海浪高度，数量，周期等）下油轮系泊力学有效性，开展相应的系泊设计与技术计算，提出合理的系泊参数等，保障码头在运行状态下的稳定性。
以上是探讨波浪作用下油轮系泊码头动力状态的若
干问题的主要内容，从而可以探寻更加有效的码头系泊系统等安全可靠的策略。
只有这样，才能更好的保证码头的安全性，并为提高整个油轮系泊码头系统的可靠性和经济效益奠定基础。
码头水动力特性对船舶航行的影响研究
码头水动力特性对船舶航行的影响研究
郝春玲
【期刊名称】《舰船科学技术》
【年(卷),期】2016(0)10X
【摘要】码头的水动力特性对船舶航行的影响非常大。
本文首先分析船舶在停靠码头的过程中护舷和缆绳的变形情况,然后对船舶的运动方程进行时域中的求解,最后进行码头波浪对船舶航行影响的数值计算,计算结果表明,研究船舶在码头的系泊力对研究船舶航行安全具有重要的现实意义。
【总页数】3页(P31-33)
【关键词】码头水动力;船舶航行;六自由度运动
【作者】郝春玲
【作者单位】渤海船舶职业学院
【正文语种】中文
【中图分类】U665.26
【相关文献】
1.大型船舶在狭水道浅水域航行的水动力特性 [J], 吴晞;李宇辰;韩晓光
2.波浪相位对航行体出水过程水动力特性的影响 [J], 朱坤;陈焕龙;刘乐华;杨晓光;张纪华
3.大型船舶码头并排系泊水动力特性 [J], 曲昭宇;窦培林;韩晓晨
4.干扰力作用下船舶航行动力学特性数学建模研究 [J], 任斌
5.近水面航行二维水翼的水动力特性研究 [J], 王志东;朱仁庆
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海洋结构物波浪动力响应研究
海洋结构物波浪动力响应研究
袁玉杰;刘洪涛;何晓静;朱烽
【期刊名称】《中国造船》
【年(卷),期】2009(050)A11
【摘要】随着深水技术的逐渐发展，海洋结构物柔性增加，周期变长，波浪动力响应更加突出，用SACS中的波浪动力响应分析模块，对柔性较大的结构采用振型叠加法进行波浪动力响应计算，并同传统的波浪静力分析进行比较，证明波浪动力分析基底剪力明显增大，在设计中应予重视，所得出的结论可供广大设计人员参考。
【总页数】7页(P164-170)
【作者】袁玉杰;刘洪涛;何晓静;朱烽
【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津塘沽300451
【正文语种】中文
【中图分类】TU375.1
【相关文献】
1.极端波浪与海洋结构物的强非线性作用研究综述
2.波浪冲击作用下海洋结构物的动力响应
3.海洋工程中求解波浪与结构物作用的数值方法
4.海洋结构物环境和动力响应实时监测重要性分析
5.随机波浪载荷作用下海洋平台结构动力响应分析
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头的 固有频率接近 易引起较 大动 力响应 ，在 工程设计 中需引起 注意。
关 键词 ：波 浪 作 用 ；不 规 则 波 ；桩 土 相 互 作 用 ；轻 型 码 头
中图分类号 ：Ｔ Ｖ １ ３ ９ ． ２
文献标 志码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ９ ７ ２ （ ２ ０ １ ４ １ ０ ３ — ０ ０ ７ ４ － ０ ６
了不 同 阻抗 处 理 下 桩 柱 响 应 与 采 取 基 岩 面 固结 简化 下 的 不 同。 研 究 结果 表 明 ，桩 土 耦 合 作 用 对 于 波 浪 尤其 是 不 规 则 波 作 用
下的桩柱 响应有很 大影响 ，考虑耦合作 用时结构运动响应为岩面 固结简化 下的４ ５ ％ ６ ５ ％，在不规则波作用下码头结构响应峰
值 远 高 于规 则 波 下峰 值 结 果 ， 尤其 不规 则 波 的 高频 成 分 更 能 激 发 结 构 物 的 动 力 响 应 。建 议 在 深 水 轻 型 码 头 结 构 物 设 计 中采
取更接近 实际的基 于 两相饱和介质 理论的桩基 阻抗 ；在 不规则波作 用下尤其 当频率较 高时，不规 则波 中高频 成分与轻型码
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张卫平 ，孙 昭晨 ，梁书秀
（ 大连理工 大学 港 口海岸 与近 海工程国家重点 实验室 ，辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ４）
摘 要 ：对 离岸深水港 轻型码 头在 强浪作 用下的动 力响应进行研 究 ，依据Ｊ Ｔ Ｊ ２ １ ３ —１ ９ ９ ８《 海港水 文规 范 》的环 境条件
和环境荷载规 范，在考虑桩一 土耦合效应下对海 洋极端 波况下 离岸 深水港轻 型码 头结构的动力响应进行 了数值模拟 ：并对 比
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２ ０ １ ４年 ３月
水 运 工 程
Ｐ ｏ ｒ ｔ＆ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｗ ａ ｙ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ４
第 ３期
・
总第 ４ ８ ９期
Ｎ ｏ ． ３ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ４ ８ ９
港
口
・
离岸深水港 轻型码 头 在波浪作用下动力响应研究木