摘要
为研究高桩承台基础在波流作用下的荷载时程特点和压力分布规律,开展某跨海大桥桩-承台复合基础的数值模拟研究。根据Stokes二阶波理论进行数值水池造波,采用雷诺平均应力方程(RANS)求解流体运动方程,计算得出3种淹没系数(0~1)下高桩承台基础的各部分水动力时程及其表面压力分布;应用流体体积函数(VOF)追踪液面形态模拟波浪形态时程。研究结果表明:(1)淹没系数较大时,承台水平力较大且主要来自波流联合作用,尾流区绕射波浪会产生负向水平力和负向浮托力,承台迎波面及顶面后方存在压力波动极值区;(2)随着淹没系数的降低,承台水平力减小,水平力主要以波浪拍击力为主,竖向浮托力、单桩水平力随之增加,尾流区绕射效应降低,承台压力极值波动区缩小直至消失;(3)桩基正向水平力最大值出现在边列最后排桩;负向水平力最大值出现在中列最后排桩。研究所得总力时程和压力分布规律可为优化结构设计提供参考。
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