波流-桩体-海床动力耦合作用及其对单桩水平承载特性的影响

摘要

与传统陆上桩基不同,海洋环境载荷的复杂性使得多物理场耦合效应成为刚性单桩基础承载力分析中的关键影响因素.着重分析了桩基周围局部流场诱导的海床冲刷及波浪诱导产生的海床孔压响应的影响.冲刷可导致桩基刚性增强,而传统的p-y曲线法由于未能考虑到刚性桩桩基底面和侧面土阻力的影响,计算所得结果偏于保守.波浪诱导的海床孔压响应可使得桩基周围土体中的有效应力急剧下降,承载能力被大幅削弱,可通过在非液化区的土体抗力前乘以折减系数的方法来计算液化后土体的抗力.刚性单桩基础在服役期中需要长期承受暴风和巨浪等循环载荷的作用,导致地基土体产生复杂的循环动力响应,塑性应变不断累积,土体强度和刚度发生弱化.对于渗透系数较小的粉土,需要关注加载速率和加载频率的影响.对波流-桩体-海床的多物理场耦合分析,有助于科学揭示循环载荷下的单桩承载机制.