沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性计算-水利水运工程学报.PDFVIP

第４期 水 利 水 运 工 程 学 报 Ｎｏ．４ 　 ２０１５年８月 ＨＹＤＲＯ⁃ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ａｕｇ． ２０１５ － ＤＯＩ：１０．１６１９８／ ｊ．ｃｎｋｉ．１００９ ６４０Ｘ．２０１５．０４．０１０ － 杨立功，蔡正银． 沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性计算［Ｊ］． 水利水运工程学报，２０１５（４）：６１ ６８． （ＹＡＮＧ Ｌｉ⁃ｇｏｎｇ，ＣＡＩ Ｚｈｅｎｇ⁃ｙｉｎ． Ａ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｇａｉｎｓｔ ｏｖｅｒｔｕｒｎｉｎｇ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｂｕｃｋｅｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｒｅａｋｗａｔｅｒ［Ｊ］． Ｈｙｄｒｏ⁃Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ － Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５（４）：６１ ６８．） 沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性计算 １，２ ２ 杨立功 ， 蔡正银 （１． 同济大学 地下建筑与工程系， 上海　 ２０００９２；２． 南京水利科学研究院， 江苏 南京　 ２１００２９） 摘要：在波浪荷载作用下，沉入式桶式基础防波堤抗倾覆稳定性是其稳定性计算的一个重要部分。 假设沉入 较深土层的桶式基础防波堤极限状态下的稳定性主要由桶侧土压力、桶侧摩阻力、桶底土反力、桶底摩阻力维 持，其工作原理与挡土墙类似。 文中假定桶体绕转动中心转动，港侧为被动土压力，海侧为主动土压力，同时假 定被动侧桶底土体达到极限状态。 由于下桶内部有较多隔墙，假定下桶结构与桶内土体协同变形，即桶与桶内 土体看作一个整体。 基于上述假设，通过解析的方式，推导了桶壁土压力及摩阻力、桶底土反力及摩阻力的表 达式，建立了沉入式桶式基础防波堤满足抗倾覆稳定性要求的三维计算方法。 通过数值分析与离心机试验对 比，验证了本文抗倾覆稳定性计算方法的可靠性。 关　 键　 词：沉入式桶式基础防波堤；抗倾覆稳定性；转动中心；桶壁土压力 － － － 中图分类号：Ｕ６５６２　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：１００９ ６４０Ｘ（２０１５）０４ ００６１ ０８ 近年来随着我国航运及港口的发展，传统型式的防波堤已经难以满足要求。 针对这种状况，新型沉入式 桶式基础防波堤结构开始应用于港口防波堤工程中。 这种沉入式桶式结构靠其自重、桶壁、桶底与桶体外侧 土体的协同工作来抵抗外力维持其稳定性。 对于类似防波堤结构的稳定性，我国学者开展了一些研究工作， － ［１ ２］ 提出了位移、稳定性的一些计算方法 。 这些方法均采用重力式或桩基式结构的计算模式，没有考虑筒外 ［３］ 土体与筒壁间的竖向切力，不能反映无底桶式结构与土体协同工作的机理。 王元战等 在进行大圆筒结构 位移计算时，采用文克尔地基模型，考虑了大圆筒筒壁的竖向剪切力对筒体位移计算的影响，但这种计算仍 － ［４ ５］ 属于弹性地基计算模式，与土体中实际应力状态不相符。 李武等 通过数值模拟、离心机试验，提出了沉 入式桶式基础防波堤的二维简化计算方法，但对于这种桶式基础，二维简化计算方法并不能反映三维真实受 力状况。