波浪荷载作用下单桶多隔舱结构稳定性数值分析

曹永勇，武颖利

（南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏　南京　210024）

波浪荷载作用下单桶多隔舱结构稳定性数值分析

曹永勇，武颖利

（南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏南京210024）

轻型薄壁的单桶多隔舱结构能够较好地适用于淤泥质海岸软土地基以及砂石料缺乏的地区。以连云港徐圩港区的单桶多隔舱基础防波堤为背景，通过有限元数值分析对波浪荷载作用下的结构稳定性问题进行了研究，结果表明在最大设计波浪荷载作用下土体最大剪应力只发生在下桶底部与土体基础附近的局部位置，港侧桶体底部内趾到外趾处出现一个近似球面形发散的总应变区域。

单桶多隔舱结构；桶式基础；三维有限元分析；稳定性

0　引言

近年来，单桶多隔舱结构作为一种新型深水离岸结构，已经在连云港徐圩港区得到了推广和应用。该结构在负压下沉安装过程中的稳定性也通过现场试验得到了验证[1-2]。这种结构是一个空间圆柱形壳体结构体系，与地基土体共同作用，在运营期受到的波浪荷载也非单向的、均一的，甚至为非静态的，解析求解几乎是不可能的。为了深入探讨波浪荷载作用下桶式结构与软基的复杂相互作用，有限元等数值分析方法得到了广泛应用。

在国外，Sukumara、Deng、和Cao等[3-5]对黏性土地基中吸力式沉箱基础的水平承载能力进行了有限元分析。这些分析中考虑了桶土界面上的摩擦系数、桶壁与土体之间的接触状态、地基土体的应变软化等因素对吸力式沉箱水平承载力的影响，对国内外箱桶式基础的有限元研究起到了一定的推动作用。……