张永利 赵北辰

1.中原工学院建筑工程学院，中国·河南·郑州451191

2.中国水利水电第十一工程局有限公司，中国·河南·郑州450001

1 引言

关于此类问题的研究，国际上最早开始于20 世纪40年代进行的。Putnam 将海床视为各向同性的刚体，研究了波能在海床上的衰减规律[1]。到了20 世纪70年代，随着欧洲国家对北海油田的开发建设，波浪作用下海床失稳问题引起了众多学者的研究兴趣。其中，日本学者Yamamoto（1978，1981，1983）在这方面做出了突出的贡献[2-4]，他假定海床土体为饱和半无限多孔弹性介质,孔隙水流动符合Darcy 定律，波浪为线性波情况下，通过求解Biot 固结方程[5]，得出了波浪作用下，海床土体的孔压、位移及有效应力的解析解。中国的研究人员多是参考Yamamoto 的研究思路，章根德、吴梦喜、栾茂田、冯辉和冯秀丽等人开展一些数值求解和实验研究[6-11]。此外，在泥沙运动力学领域，国内外的学者也开展了类似的研究工作。Gade（1958）最先利用泥—水两层流体模型研究了波浪在淤泥质底床的衰减特性，研究发现波浪大幅衰减主要原因是泥层运动造成了波能损耗[12]。Dalrymple 和Liu（1978）将Gade 模型进行了推广[13]。吴永胜、王兆印和胡世雄（2000）在波浪—淤泥相互作用数学模型的基础上，引入淤泥床面上波浪边界层以及波浪紊动的变化特性分析了淤泥床面上波浪的衰减特性，对海床稳定性的研究具有参考意义[14]。齐鹏、侯一筠建立了用于模拟波浪运动的水体引起底床软泥振荡并导致泥体输移的垂向二维数值模型，通过求解Navier-Stokes 方程，得到了波高的衰减率和底床软泥体的输移速度[15]。……