作用在板桩墙上冰力的模型试验与分析

论文摘要

工程中为了防止海冰带来的灾害,常采用相应的结构形式将冰破碎。本文所研究的结构为板桩墙结构。采用破冰桩将大块海冰初步破坏,以增加板桩墙的稳定性。海冰的力学性质是影响海冰与结构物作用的内在因素。在冰排中应力达到强度极限时冰力也达到极限,所以冰的强度直接决定着冰力的大小。板桩墙与冰的作用可以分为两部分;斜桩与冰的作用及板墙与冰的作用。对于斜桩更多的考虑弯曲破坏,而对于板墙结构破坏形式主要为挤压破坏和压屈破坏。由于板桩墙结构与冰作用机理的复杂性,已不便于用公式求解冰荷载。故本课题的研究将冰力模型试验作为解决实际工程问题的主要手段,本文以冰试验作为重点,对实验室设备、试验原理做了详细介绍,对模型设计、传感器的标定、冰池水溶液的配置、降温制冰、冰力测试等试验步骤也进行了描述。冰力模型试验在天津大学冰工程实验室已开展多年,本文吸取了前人宝贵的知识和经验并结合自己的亲身实践,对冰力模型试验进行了更加系统的总结,期望对以后从事冰试验的工作人员会有一定的帮助。由于对试验的每一个环节都进行了严格的控制,试验所得数据是可靠的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 海冰冰荷载研究的意义
• 1.2 我国海域冰清概况
• 1.3 本文的研究背景及任务
• 1.4 本文所做工作及成果
• 第二章 海冰的物理力学性质
• 2.1 海冰的结构
• 2.2 海冰的盐度
• 2.3 海冰的密度
• 2.4 海冰的热性质
• 2.5 海冰的力学性质
• 2.5.1 海冰抗压强度
• 2.5.2 海冰拉伸强度
• 2.5.3 海冰剪切强度
• 2.5.4 海冰弯曲强度
• 第三章 冰模拟试验与发展
• 3.1 冰模拟试验概况
• 3.2 冰模拟试验的相似准则
• 3.2.1 弗汝德数相等
• 3.2.2 柯西数相等
• 3.3 模型冰
• 3.3.1 模型冰的发展与讨论
• 3.3.2 模型冰的制备
• 3.3.3 模型冰的参数测量
• 3.4 模拟试验中的三大效应
• 3.4.1 冰晶效应
• 3.4.2 边界效应
• 3.4.3 结构动力效应
• 3.5 试验设施、仪器与测试系统
• 第四章 冰荷载试验与数据分析
• 4.1 受强度控制的冰荷载
• 4.1.1 试验描述
• 4.1.2 数据分析
• 4.2 受自然驱动力控制的冰荷载
• 4.2.1 试验描述
• 4.2.2 数据分析
• 第五章 问题的讨论与结论
• 5.1 问题的讨论
• 5.1.1 板桩墙前碎冰的堆积与爬越
• 5.1.2 冰的非同时破坏问题
• 5.2 结论
• 参考文献
• 发表的论文和参加科研情况说明
• 致谢