有限高度海底流滑体冲击桩基的数值模拟

摘要

海底滑坡长距离流滑过程中,对桩基础的冲击会威胁上部结构的安全。用幂律流体表征流滑体的特性,在雷诺数为0.1~120范围内,采用有限体积法,在三维数值模型中模拟流滑体对桩基础的冲击。考虑流滑体自由表面和自重,推导了新的包含拖曳力项、承载力项和自重项的冲击力表达式,并分析了三项在对冲击力的影响,结果表明:流滑体高度与桩体直径的比值是影响自重项的主要因素,当桩径为0.5 m时,在比值大于20的范围内,流滑体自重对冲击力的影响可以忽略,可通过拖曳力与承载力项之和估算冲击力;在比值小于15的范围内,需考虑自重对冲击力的影响,当比值为4或5时,自重项的贡献最大,并给出了自重系数表达式。