栾一晓

(1. 武汉理工大学，湖北 武汉 430070)

波浪诱发松散海床渐进式液化的数值分析

栾一晓1

(1. 武汉理工大学，湖北 武汉 430070)

近海区域广泛分布着第四纪新沉积的松散海洋土，波浪荷载作用下松散海床会发生液化进而对近海结构物的稳定性存在巨大威胁。本文采用中国科学院流体-结构-海床相互作用数值计算模型FSSI-CAS 2D，选用Pastor-Zienkiewicz-Mark Ⅲ(PZⅢ)弹塑性本构研究了波浪诱发的松散海床液化问题。分析了波浪荷载引起的松散海床内超孔隙水压力、有效应力以及应力角的时程变化特性，并预测了松散海床的渐进液化过程。计算结果表明，波浪荷载作用下松散海床内残余孔压会累积增长，海床表面最先发生液化，然后逐渐向下发展至液化最大深度。同时指出海床内超孔隙水压力的竖向分布特征和应力角的变化时程均可以作为判断海床液化的间接参数。最后，通过应力状态分析，讨论了海床渐进式液化的发展过程和趋势。

渐进式液化；松散海床；波浪荷载；FSSI-CAS 2D；PZⅢ本构模型

1 引言

波浪荷载作用下海洋结构物的稳定性是工程设计中需要重点考虑的问题之一。近海广泛存在着松散的第四纪新沉积海洋软土，当遭遇较大波浪荷载时，土体颗粒会伴随着孔隙水的排出而重新排列，海床变得更为密实，过程中超孔隙水压力会逐步累积，海床土体的塑性变形会累积增大，引起海床液化进而导致地基承载力不足造成海洋结构物失稳破坏。因此海床在波浪荷载作用下的动态响应是评价服役期内离岸结构物稳定性的重要因素，而目前对波浪荷载作用下海床内超孔隙水压力的增长模式以及海床的液化机理尚揭示不足，迫切需要针对该问题开展研究工作。……