多向不规则波对串列群桩作用的试验研究

摘要

随着近年来海洋石油勘探、海上航运、海上风电等海洋事业的发展，海洋平台、跨海大桥等海洋工程建筑物得到了很大的发展。小直径群桩结构是海岸工程上常用的结构型式，在计算作用在群桩上的波浪力时应考虑群桩效应的影响。 现阶段国内外关于群桩效应的研究主要以物理模型试验为基础。在研究内容上，大多都是对孤立桩的情况，对群桩的研究较少，一些对群桩的研究也仅限于2～3根桩柱，模型结构相对简单，对群桩效应特点的研究还不透彻。而且以往试验主要是在规则波和单向不规则波作用下进行的，关于多向不规则波的作用研究较少。因此本文通过物理模型试验，将群桩结构中的桩数增加到9根，在规则波、单向不规则波的基础上进一步考虑多向不规则波，研究了多桩串列群桩的群桩效应。 首先，基于群桩中各桩所受波浪力的统计值，结合孤立桩所受波浪力，对比了规则波、单向不规则波和多向不规则波作用下的群桩系数特性。研究正向力和横向力群桩系数随相对桩距的变化规律，对比了群桩中各桩群桩系数的区别，并分析了波浪KC数对群桩系数的影响。同时，结合孤立桩在单向波作用下的波浪力，定义了多向不规则波作用下群桩的正向力、横向力系数KGI,1/3、KGLI,1/3，分析了其与多向波方向分布的关系，并进一步研究了群桩在多向波作用下所受波浪力的特点。 其次，对群桩中各桩和孤立桩在不规则波作用下所受波浪力的力谱进行了分析，讨论了群桩效应的频域特性。研究了正向力和横向力的频率，以及正向力和横向力群桩系数KG,m0、KGL,m0的相关规律。 最后，对比以往文献中对双桩、三桩的串列群桩效应分析结果，进一步探讨多桩串列群桩效应的特点。

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