一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法技术

技术编号:43919150 阅读:20 留言:0更新日期:2025-01-03 13:24
本发明专利技术提出一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,通过建立海域场地模型(无结构)、直接耦合法模型和分步耦合法模型,对比分析三种模型在时域内的动力响应的差异化结果,最终形成一套适用于海洋动荷载环境的可以量化分析还与场地全非线性及附加非线性的方法,本方法可以准确的量化分析海域场地非线性对动力响应的影响,从而明确土与结构整体耦合分析的必要性或可替代性,此外,本发明专利技术还提出了分步耦合法,为海洋工程的岩土设计提供了新的选择,很大幅度地提升了设计效率并降低了计算成本,对于工程设计适用性极强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋岩土工程,尤其涉及一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法


技术介绍

1、海洋环境复杂,且存在多种动力荷载,包括强风、海浪、海流、地震等,而这对于海上风电结构、支撑结构及海洋平台等海上工程的设计和建设而言,无疑是巨大的挑战。在海洋工程的设计和建设中,不可避免的会遭遇深厚的覆盖层,与岩性海域场地不同,土质海域场地的动力响应明显更加复杂。此外,土与结构的相互作用的存在往往会直接影响海洋工程结构本身和结构周围土体的动力响应特性,对于结构和场地的影响巨大,不可忽略。

2、土与结构的相互作用分析一般分为子结构法和直接法。子结构法是将场地与结构分为不同的子系统,通常在频域内求解,效率较高,但采用等效线性化方法来模拟土体的非线性特性,在动力荷载作用时会明显低估结构的动力响应,且只能针对水平成层场地。直接法也称为整体法,将结构-场地体系视为一个整体进行分析,一般在时域内进行数值分析。此法不仅可以通过土的动力本构模型考虑土的强非线性,且适用于复杂的非均质土场地。

3、然而,对于工况繁多的海洋工程而言,子结构法具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,其特征在于:所述上部结构物包括海床及基础以上的结构及构件,数值模拟基于有限元分析方法建立模型,上部结构物的材料采用线弹性本构模拟,并在上部结构物底部施加固定边界用于模拟理想刚性地基条件。

3.根据权利要求1所述的一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,其特征在于:实现所述基于直接耦合法的数值模拟时,构建考虑SSI效应的上部结构物-基础-柔性地基全耦合体系模型,以弹塑性本构描述海域场地土...

【技术特征摘要】

1.一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,其特征在于:所述上部结构物包括海床及基础以上的结构及构件,数值模拟基于有限元分析方法建立模型,上部结构物的材料采用线弹性本构模拟,并在上部结构物底部施加固定边界用于模拟理想刚性地基条件。

3.根据权利要求1所述的一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,其特征在于:实现所述基于直接耦合法的数值模拟时,构建考虑ssi效应的上部结构物-基础-柔性地基全耦合体系模型,以弹塑性本构描述海域场地土体材料的动力非线性和复杂特性。

4.根据权利要求1所述的一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,其特征在于:实现所述基于分步耦合法的数值模拟的过程中,首先仅针对不包含上部结构物和基础的海域场地建立场地模型,采用弹塑性本构描述土的动力非线性和复杂特性,施加动力荷载,计算各土层的最大剪应变水平,并取最大剪应变水平0.65倍作为等效剪应变,在刚度参数和阻尼参数曲线上标定相应数值;然后采用标定的与土单元应变相容的等效刚度参数与等效阻尼参数作为黏弹性土体的输入参数,构建上部结构物-基础-地基整体体系。

5.根据权利要求1所述的一种动荷载作用下海域场地全非线性及附加非线性的量化分析方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱升冬宋启明刘蔚黄海涵
申请(专利权)人:福建永福电力设计股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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