多孔介质海床对波浪传播影响理论的分析_王忠涛.pdfVIP

第4 9 卷第6 期 大 连 理 工 大 学 学 报 Vol . 49 , No. 6 2 0 0 9 年 1 1 月 Journal of Dal ian University of Technology Nov. 2 0 0 9 文章编号 : (2009) 06089 106 多孔介质海床对波浪传播影响理论分析 1 ,2 1 ,2 3 王 忠 涛 , 　栾 茂 田 , 　郑 东 生 ( 1. 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室 , 辽宁 大连 　116024 ; 2 . 大连理工大学 土木水利学院 岩土工程研究所 , 辽宁 大连 　116024 ; 3 . 邓迪大学 土木工程学院 , 英国 邓迪 　DD 1 4 HN ) 摘要 : 假定海床为刚性 、不透水边界的传统波浪理论难以模拟多孔介质海床对波浪传播的 消能影响. 基于完全动力响应模式 ,建立了能够考虑波浪海床相互作用的波散方程 ,通过变 动海床厚度 、海洋土渗透系数和饱和度及波浪角频率 ,采用复波数解析方法 ,围绕量纲一参量 波长比和能量衰减因子进行数值计算和参量分析 ,结果表明波浪在传播过程中会受到海床不 同程度的消能作用 ,表现为波幅衰减及对应的波长变化. 关键词 : 波散方程 ;海床 ;相互作用 ;动力分析 中图分类号 : TU432 文献标志码 : A 0 　引　言 限厚度海床对二维线性推进波和三维短峰波传播影 响的波散方程;2001 年J eng[5 ] 进一步推导了考虑有 目前波浪理论通常基于海床为刚性、不透水介 限厚度海床对线性推进波传播影响的波散方程. 质的假定 ,采用只包含波浪参数的传统波散方程来 [ 6 ] J eng 等 的研究结果显示 ,基于完全动力响 [ 1] 描述波浪频率和波数之间的关系 . 在求解海洋建 应模式和准静态模式的分析方法所得到的海床响 筑物地基以及周围海床动力响应的问题中,很多研 应数值结果差距较大 ,在一定的波浪和海洋土体 究方法和结论也都是基于传统波散方程得出的. 实 特征参数组合情况下 ,必须合理地考虑海床的完 际上 ,海床是土骨架和孔隙流体组成的松散矿物颗 全动力响应效应. 目前国内外尚无基于完全动力 粒的集合体 ,当海浪在其表面传播时 ,水波会通过 响应模式讨论波浪海床相互作用的研究成果 , 因 海洋土的孔隙渗流进入海床内部 ,从而引起波幅衰 此本文拟采用复波数解析方法进行深入讨论. 减和相应的波长变化. 同时海床对波浪的消能作用 会直接影响到海床内部孔隙水压力和有效应力的 1 　计算模型和理论公式 重新分布. 因此 ,建立能够考虑多