波浪荷载作用下插入式钢圆筒稳定性的离心模型试验研究

摘要

插入式钢圆筒结构作为新型水工结构被广泛应用于人工岛的建设中。较大的波浪荷载会威胁钢圆筒的施工期稳定,由于钢圆筒结构承受着土压力、波浪荷载的多重作用,常规的模型试验无法说明其工作机理,而土工离心模型试验可通过改变重力加速度达到结构和土体同步缩尺的目的,是岩土工程中最可靠的试验方式。依托深中通道西人工岛的钢圆筒工程,开展了离心模型试验,明确了波浪荷载作用下插入式钢圆筒结构的变位特点、土压力和筒身拉应变等特征值的分布特性。研究表明:在波浪荷载下钢圆筒的失稳模式主要为倾覆破坏,而非整体平移;无论是在筒壁处还是在土中,海侧的土压力逐渐减小,陆侧的土压力逐渐增加,且陆侧土压力大于海侧;筒体中心线处的环向拉应变,随筒深的增加逐渐增大,在筒底位置达到最大值,陆侧处则筒体上部的最大。