防波堤椭圆形桶式基础结构的贯入受力特性实验研究 - 海洋工程.pdf

第３２卷第１期 海 洋 工 程 Ｖｏｌ.３２ Ｎｏ.１ ２０１４年１月 ＴＨＥ ＯＣＥＡＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｊａｎ. ２０１４ 　 　 文章编号:１００５￣９８６５(２０１４)０１￣０００１￣０７ 防波堤椭圆形桶式基础结构的贯入受力特性实验研究 １ １ １ １ １ ２ 徐光明 ꎬ顾行文 ꎬ任国峰 ꎬ蔡正银 ꎬ黄英豪 ꎬ茅加峰 (１. 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程国家重点实验室ꎬ江苏　 南京　 ２１００２９ꎻ２. 南京土壤仪器 厂有限公司ꎬ江苏　 南京　 ２１００１４) 摘　 要:某工程拟在深水软土地基上修筑防波堤ꎬ为了尽量减少地基处理充分利用天然地基ꎬ创新性设计出一种轻型薄壁的 预制防波堤结构ꎬ其挡浪部分为直立薄壁圆筒ꎬ基础部分则为倒扣的薄壁椭圆形桶ꎬ并且椭圆形下桶为外壁和内隔板分成９个 格室ꎬ防波堤结构浮运至指定位置后ꎬ拟采用负压工法施工安装就位ꎮ 这种新型防波堤结构为国内外首次提出ꎬ其下沉施工 设计尚无规范可循ꎬ为此开展了土工离心模型试验ꎬ在模型加速过程中模拟了椭圆形下桶基础在淤泥层中的自重下沉ꎬ之后 利用新研发了一种大行程作动加载装置给椭圆形下桶施加下推力ꎬ让其继续向下贯入直至穿越整个淤泥层ꎬ以模拟负压工法 的贯入下沉ꎮ 试验测量了下桶贯入下沉过程中的推力与贯入位移ꎬ还尝试测量了桶壁和内隔板断面的压应变ꎬ由此分析了下 桶基础的下沉总阻力、桶壁摩擦力以及截面压应变随贯入位移的变化ꎮ 结果发现ꎬ这些曲线均出现了转折点ꎬ根据转折点对 应的下沉总阻力确定了椭圆形下桶基础贯入过程所遭遇的临界下沉总阻力值ꎬ据此估算了负压工法中所需施加的压力差ꎮ 关键词:桶式基础防波堤ꎻ下沉阻力ꎻ摩擦力ꎻ离心模型试验 中图分类号:Ｕ６５６.２ꎻ　 ＴＵ４８　 　 　 文献标识码:Ａ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｗａｌｌ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｌｉｐｓｅ ｌｏｗｅｒ ｂｕｃｋｅｔ ｏｆ ｂｒｅａｋｗａｔｅｒ ｉｎｔｏ ｓｏｆｔ ｇｒｏｕｎｄ ｉｎ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ １ １ １ １ １ ２ ＸＵ Ｇｕａｎｇ￣ｍｉｎｇ ꎬＧＵ Ｘｉｎ￣ｗｅｎ ꎬＲＥＮ Ｇｕｏ￣ｆｅｎｇ ꎬＣＡＩ Ｚｈｅｎｇ￣ｙｉｎ ꎬＨＵＡＮＧ Ｙｉｎｇ￣ｈａｏ ꎬＭＡＯＪｉａ￣ｆｅｎｇ (１.Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ￣Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮａｎｊｉｎｇ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００２９ꎬＣｈｉｎａꎻ２. Ｎａｎｊｉｎｇ Ｓｏｉｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｆａｃｔｏｒｙ Ｃｏ. ꎬＬｔｄ. ꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００１４ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｎ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｌｙ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｒｅａｋｗａｔｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄｗｉｔｈ ａｎ ｅｌｌｉｐｓｅ ｔｈｉｎ￣ｗａｌｌｅｄ ｂｕｃｋｅｔ ａｓ ｉｔｓ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａ ｎｅｗ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｂｒｅａｋｗａｔｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔꎬｗｈｅｒｅ ａ ｔｈｉｃｋ ｗｅａｋ ｇｒｏｕｎｄ ｉｓ ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇꎬｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｇｒｏｕｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｂｒｅａｋｗａｔｅｒ ｃａｎ ｂｅ ａｖｏｉｄｅｄ ｔｏ ｓａｖｅ ｃｏｓｔ. Ｅａｃｈ ｕｎｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｅａｋｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｔｗｏ ｌａｒｇｅ￣ｄｉａｍｅｔｅｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒｓ ａｓ ｉｔｓ ｕｐ