波浪作用下分体式沉井定位体系动力响应特征及耦合共振机制
康啊真1,2 张东明3,4 闫宝磊1,2 葛文喆1,2 潘思齐1,2
1. 西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031
Dynamic response characteristics and coupling resonance mechanism of split type caissons-positioning system under wave action
Kang Azhen1,2 Zhang Dongming3,4 Yan Baolei1,2 Ge Wenzhe1,2 Pan Siqi1,2
1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031,China
摘要 新型分体式沉井由于前沉井、后沉井之间存在窄缝，可能影响后沉井定位体系在波浪作用下的动力响应特征。以某海上分体式沉井基础为研究对象，在大型波浪港池实验室中开展1∶45大比尺物理模型试验。考察了施工期常遇波周期条件下，无“窄缝”的单体沉井定位体系、有“窄缝”的后沉井定位体系的缆力及位移响应。试验结果表明，当入射规则波的波长(L)与窄缝宽度(DX)的相对比值L/DX≥1.64时，后沉井定位体系出现了与波浪及窄缝水体的耦合共振现象。试验相对波长L/DX达到1.77时，耦合共振使后沉井定位体系的锚缆内力响应及沉井的横摇位移响应均“陡升”至无“窄缝”的单体沉井定位体系的1.8倍。另一方面，试验相对波长L/DX达到2.11时，耦合共振能抑制后沉井定位体系的动力响应，定位体系缆力及沉井的横摇位移响应均“陡降”至单体沉井定位体系的0.3倍。该耦合共振机制为规则波作用下沉井定位体系发生了受迫振动，引发了摇荡响应从而对周围水体产生了辐射波浪，当与窄缝水体特征频率锁定并发生“窄缝共振”后，耦合共振水体的能量又反馈到后沉井定位体系上，导致后沉井迎浪一侧的波面位移与窄缝侧的波面位移反相或者同相，从而加剧或抑制其动力响应。
关键词 ：
规则波 ,
沉井 ,
波浪港池试验 ,
动力响应 ,
耦合共振
Key words ：
regular waves
caisson
wave tank experiment
dynamic response
coupling resonance
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