意大利规范在防波堤稳定性设计中的应用

本文介绍了意大利规范在防波堤设计中的应用,对意大利规范中波浪重现期的选取、波浪荷载计算以及抗倾、抗滑稳定性验算进行了详细介绍。采用意大利规范对意大利某直立式防波堤进行了抗倾、抗滑稳定性设计,得出了一些有益结论,为涉外工程直立式防波堤设计提供了有益参考。     

重力式码头稳定性可靠指标简化计算方法

利用蒙特卡洛方法分析了影响方块、扶壁和重力沉箱式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异性的主要因素,通过对蒙特卡洛模拟结果的回归分析,建立了重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异系数与这些变量的关系,最后利用JC法计算的可靠指标进行校正,提出了方块、扶壁和沉箱式重力码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式.与分项系数法相比,在计算量增加不大的情况下,利用简化公式可求得重力式码头的抗滑、抗倾稳定性可靠指标.     

重力式码头稳定性可靠指标简化计算方法

利用蒙特卡洛方法分析了影响方块、扶壁和重力沉箱式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异性的主要因素,通过对蒙特卡洛模拟结果的回归分析,建立了重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标计算中作用效应与抗力变异系数与这些变量的关系,最后利用JC法计算的可靠指标进行校正,提出了方块、扶壁和沉箱式重力码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式。与分项系数法相比,在计算量增加不大的情况下,利用简化公式可求得重力式码头的抗滑、抗倾稳定性可靠指标。     

1／4圆弧面胸墙沉箱防波堤可靠度分项系数

1／4圆弧面胸墙沉箱防波堤是一种适合于深水港的新型防波堤。文章首先利用修正的合田良实波浪力公式计算防波堤堤身波浪力分布特性;考虑作用在防波堤堤身的波浪力之间、波浪力矩之间相关性,采用考虑相关变量的可靠性分析方法,基于工程海域实测波浪数据,针对不同工况下的防波堤,确定该类型结构的可靠指标、失效概率。对应于我国现行安全度水平,提出各荷载的分项系数建议值,以及深水1／4圆弧面胸墙沉箱防波堤的抗滑移、抗倾覆破坏的设计表达式。为其结构设计提供理论依据。     

重力式沉箱码头抗滑、抗倾简化指标分析及实例工程应用

针对传统重力式沉箱码头计算复杂、没有考虑其他建设环境对受力影响、主观系数取值较为模糊的背景,本文参考相关学者将可靠度指标引入重力式码头计算的方法,首先以广西防城港某沉箱码头为研究对象,详细探讨、分析了重力式码头重力式抗滑、抗倾指标表达式,并结合其他24个沉箱码头实例工程,探讨了重力式码头结构安全系数与可靠度指标的相关关系,最后在同时满足抗滑、抗倾可靠度指标的前提下,对实例码头结构断面进行了优化。优化结果显示,25个实例工程优化空间较大,结构断面减小最大比例为68.05%;最小为50.93%;平均达到59.37%。     

基于改进McEvily裂纹扩展模型的新型钛合金疲劳可靠性分析

针对传统的Paris裂纹扩展模型在可靠性研究中不能考虑小裂纹扩展过程的问题,本文基于改进McEvily裂纹扩展模型,建立疲劳可靠性的极限状态计算方程,采用一次二阶矩验算点法对可靠度指标及其参数敏感性进行计算分析。通过与基于Paris裂纹扩展模型的可靠性结果对比表明:改进McEvily裂纹扩展模型下的可靠度指标为4.17,在Paris裂纹扩展模型下的可靠度指标为4.08,Paris模型只考虑了裂纹稳定扩展的过程,其可靠性计算结果更为保守;通过参数灵敏度分析得知,不确定变量中的材料参数m、初始裂纹尺寸a0、临界裂纹尺寸ac对可靠度指标有较大程度的影响。小裂纹扩展阶段的主要影响参数即裂纹闭合水平k,其变异系数对失效概率的影响较小但系数达到0.16时失效速率有进一步增长趋势。     

显式和隐式方法求解防波堤可靠度的差异分析

半圆形防波堤具有稳定性高、结构简单、便于施工等优点。以往对其进行可靠度计算时,根据波高与周期,计算防波堤受到的荷载作用,将荷载作为随机变量,估计其概率分布模型,建立显式的极限状态方程,再进行求解。计算得到的波浪荷载序列对于最优分布线型的离散程度较差。采用基于隐式功能函数的防波堤可靠度分析方法,将波高和周期作为随机变量,无需计算波浪荷载这一中间序列,规避了误差的产生,简化了计算流程。分别采用隐式与显式两种方法对半圆形防波堤进行了可靠性分析。结果表明,两种方法得出的可靠度指标存在差异,这种差异是由于波浪荷载拟合时所产生的误差造成的。     

沉入式新型桶式防波堤抗倾滑移定性计算

作为一种轻型直壁式防波堤结构,在波浪荷载作用下,新型桶式防波堤抗滑移稳定性是这种桶式基础结构稳定性计算的重要部分,由于这种桶体结构的复杂性,规范中尚未提出针对这种新型结构的抗滑稳定性计算方法。假设沉入较深土层的桶式防波堤极限状态下的抗滑稳定性主要由桶壁土压力、桶底土剪力、桶土自重维持,桶与土体看作一个整体,其工作原理与重力式挡土墙类似,在波浪荷载作用下桶体绕转动中心转动,陆侧桶壁为被动区域,海侧桶壁为主动区域。假定极限状态下桶体两端顶部分别达到被动土压力状态、主动土压力状态,同时在桶体底部土体剪力也达到极限状态。基于上述假设,通过解析的方式,建立了考虑桶体转动影响的三维桶式防波堤抗滑稳定性计算方法。     

有波浪力重力式码头稳定性可靠指标的简化计算

研究了有波浪力情况下重力式码头的抗滑、抗倾稳定性抗力和荷载效应的统计特征,提出了抗滑、抗倾稳定性可靠指标的简化计算公式,根据10个方块码头和46个沉箱码头的JC法可靠指标计算结果确定了简化计算公式和简化设计公式的参数。研究表明,波浪力占总荷载效应的比例对可靠指标的计算结果影响很大;对于同种类型的重力式码头,在相同的墙后填料情况下,抗滑、抗倾稳定性计算中抗力和荷载效应的均值系数和变异系数可视为常数;采用简化公式计算的重力式码头抗滑、抗倾稳定性可靠指标与JC法的计算结果非常接近。     

浅谈沉箱防台验算

沉箱作为重力式码头的重要组成部分,其稳定性影响着码头的稳定。台风风浪是对沉箱抗滑稳定性的最大考验。本文从沉箱的波浪作用力、风压力等受力状况进行计算,同时考虑地基承载力,综合分析台风天气时期的沉箱抗滑、抗倾稳定性能。     

不同护面块体潜堤的消浪特性试验研究

以斜坡式潜堤为研究对象,通过物理模型试验的方法,选取相对淹没水深、护面结构形式的糙渗系数、坡度等因素的变化对潜堤消浪特性的影响进行了研究。首先,分析了在规则波作用下相对淹没水深、护面结构形式的糙渗系数、坡度等因素对潜堤透射系数的变化规律,得到了各因素对潜堤透射系数影响程度,同时给出了波浪在潜堤附近传播时沿程波高变化情况。其次,采用与规则波相同的研究方法,分析了在不规则波作用下相对淹没水深、护面结构形式的糙渗系数、坡度等因素对潜堤透射系数的变化规律,得到了各因素对潜堤透射系数的影响程度,并给出了波浪在潜堤附近的沿程变化情况。     

基于数值和实验方法的非透浪梳式防波堤的水动力学特性研究

采用源函数造波法建立了三维数值波浪水槽模型,模拟了不同随机种子数(NW)下的随机波浪,与目标谱对比的结果证明当NW=200时,采用文中的数值方法可以得到较好的模拟精度;建立了随机波浪对一种非透浪梳式防波堤作用的数值模型,通过数值模拟结果和实验结果的比较,验证了该数值模型的有效性。对该非透浪的梳式防波堤的水力学特性进行了实验研究,并应用上述数值方法对结构的所受冲击波浪力机理进行了分析,数值结果证明在该结构的危险水位下,由结构的翼板和胸墙下底板所构成的异型空腔结构是导致翼板上产生较大冲击压力的主要因素。在此基础上,为了消减翼板的冲击压力,提出一种改进的结构型式,最后对该改进结构的翼板上波浪力特性和波浪反射系数进行了实验研究。     

满足稳定性的船舶板架结构的可靠性分析

以I型截面为例，考虑屈服应力和外载荷为随机变量，并满足稳定性条件下，对板架结构进行可靠性分析。采用随机有限元法求解非线性安全余量可靠性指标及失效模式间的相关关数，为满足稳定性的板架结构的可靠性分析提供一个合理方法。最后，通过板架结构的可靠性算例，说明分析的有效性。     

朱家尖月岙渔港透空式防波堤设计

透空式防波堤由于具有透流性好、地质条件适应性好、造价较低、施工方便、环境影响小等优点使其应用前景广阔。但由于其结构形式较新,对其研究、应用相对较晚,相关规范对其仅有较少规定,不足以很好地指导透空式防波堤的设计过程。在参考国内外研究成果、现行规范及类似工程经验的基础上,系统地给出了透空式防波堤的设计过程。根据详尽的基础资料和使用功能,设计了朱家尖月岙渔港防波堤结构。在结构设计过程中采用了“先计算初定,后试验优选”的设计方法。物理模型试验结果表明,结构水平力估算方法是合理的。对于情况相似的透空式防波堤工程设计,具有较好的参考价值。     

1/4 圆弧面沉箱防波堤设计分项系数研究(英文)

The quarter-circular caisson breakwater (QCB) is a new type of breakwater, and it can be applied in deepwater. The stability of QCB under wave force action can be enhanced, and the rubble mound engineering can be less than that of semi-circular breakwaters in deepwater. In order to study the wave force distribution acting on the QCB, to find wave force formula for this type of breakwater, firstly in this paper, the distribution characteristics of the horizontal force, the downward vertical force and the uplift force on the breakwater were gotten based on physical model wave flume experiments and on the analysis of the wave pressure experimental data. Based on a series of physical model tests acted by irregular waves, a kind of calculation method, which was modified by Goda formula, was proposed to carry out the wave force on the QCB. Secondly, the reliability method with correlated variables was adopted to analyze the QCB, considering the high correlation between wave forces or moments. Utilizing the observed wave data in engineering field, the reliability index and failure probability of QCB were obtained. Finally, a factor Q=0.9 is given to modify the zero pressure height above SWL of QCB, and wave force partial coefficient 1.34 to the design expressions of QCB for anti-sliding, as well as 1.67 for anti-overturning, were presented.     

潜水器耐压结构可靠性计算及衡准

提出了一种潜艇及可潜器耐压结构可靠性分析计算方法。通过遗传算法直接搜索最大失效概率设计验算点的方法,来获得结构的可靠度值。开发出了实用计算程序。数值计算表明该方法有良好的通用性、收敛性和数值稳定性。分析讨论了各类随机变量变异系数对可靠性的影响。用与确定性设计计算规则所给出的安全性衡准相对比的方法,换算出可靠性分析中结构所对应的可靠性指标值,作为建立可靠性衡准的依据。     

透空式梳式防波堤的数值模拟和波浪透射系数的研究

基于FLUENT求解器,采用源函数造波方法建立了三维数值波浪水槽,应用不同的造波源函数生成线性波浪、二阶Stokes波浪和不规则波浪.建立了规则波浪和不规则波浪与梳式防波堤相互作用的数值模型,验证了水平波浪力折减系数和堤前反射率的数值结果;并对梳式防波堤有效减小波浪力的机理进行数值解释.对透空式梳式防波堤的透浪特性进行...     

Numerical calculation method for the hydroelastic response of a pontoon-type very large floating structure close to a breakwater

This paper presents an effective scheme for calculating the wave-induced hydroelastic response of a pontoon-type very large floating structure (VLFS) when it is near a breakwater. The basic numerical calculation method is the one previously developed by the same author for a VLFS in the open sea (no breakwater), which is expanded to include the effect of the hydrodynamic mutual interaction between the breakwater and the floating structure. The efficiency and accuracy of the proposed method are validated through comparisons with other numerical results and with existing experimental results. After that confirmation, various numerical calculations were conducted, paying special attention to the resonance phenomena which will occur depending on the relation between the wavelength and the clearance between the breakwater and the floating structure. The irregular frequency phenomenon which appears in the calculation of the fluid dynamic problem is discussed in the appendices, including a method for its elimination. Received: October 31, 2000 / Accepted: December 19, 2000     

“厂”形板式防波堤消波性能数值模拟

根据水平板形防波堤和倾斜板形防波堤的特点,提出一种“厂”形组合板式防波堤,通过数值模拟方法对防波堤的消波性能进行研究。首先,利用FLUENT软件建立二维规则波数值波浪水槽,并验证水槽应用的有效性。通过模拟得到堤后波高-时间过程线,分析防波堤的透射系数,探讨透射系数随波高、周期、开孔率、相对板宽、波陡、倾斜板与水平板角度、超高等参数的变化关系。结果表明,在模拟范围内防波堤透射系数较小,消波性能优良,特别是对长周期波也有较好的消波效果。研究成果可以为新型防波堤设计提供参考。