中南大学《工程结构可靠度设计原理》课件第三章 侧压力

第三章侧压力3.1土的侧压力3.2水压力及流水压力3.3波浪荷载3.4冻胀力3.5冰压力3.6撞击力水压力第三节波浪荷载3.3.1波浪的分类在有波浪时水对结构物产生的附加应力称为波浪压力（波浪荷载）波浪具有波的特性：波长λ、周期τ、波幅h（浪高）平均波浪线产生的压力要高于计算水位（静止水位）产生的压力（差为超高h0)。影响波浪的形状和各参数值的因素：风速v、风的持续时间t、水深h、吹程D。前两项为随机变量，在计算浪高时按照暴风的风速和吹程的最不利组合来确定。现行波的分类方法1、海洋表面的波浪按频率（或周期）排列来分类。2、根据干扰力来分类，如风波、潮汐波。3、把波分成自由波和强迫波。4、根据波前进时是否有流量产生把波分成输移波和振动波（按前进的方向分为推进波和立波。3.3.2波浪荷载的计算波浪对建筑物的荷载不仅和波浪的特性有关，还和构筑物的形式和受力特性有关，而当地的地形、地貌、海底坡度等也对其有很大的影响，现行规范具有很大的经验性。一般情况下波高超过0.5m时，应考虑波浪对建筑物的作用力。1、直墙上的波浪荷载立波、近区破碎波、远区破碎波1）立波上的压力适用范围：相对水深与波长的比值在0.135-0.20之间，波陡（超高与波长之比）小于等于0.035。波峰压强公式。波谷压强公式。教材给出的是简化的sainflow(1928）压强公式，目前的分析已经进入了更加精细和完备的阶段，可以查阅相关资料。校园网-图书馆-维普/清华同方-下载波浪的资料，可以归纳出你认为合适的立波上的压强的计算公式。2）近区破碎波的压力波浪在墙前半个波长范围内破碎时，会对墙体产生一个瞬时的动压力，数值大时间短。Bagnold（1939）发现当破碎波夹着空气冲击直墙时，会发生强烈的冲击压力。Minikin（1963）计算公式：最大压强发生在静水面，由动静两部分组成。3）远区破碎波的压力如直墙处海底有斜坡，使直墙水深减少，则波浪将在抵达直墙以前发生破碎。如果波浪发生破碎的位置距离直墙在半个波长以外，称之为远区破碎波。波浪压力的最大值发生在静水面以上1/3远区破碎波的浪高。到墙底处为最大值的1/2。日茹科夫斯基（1940）直墙上最大压强公式。2、圆柱体上的波浪荷载1）小圆柱体上的波浪荷载计算圆柱直径与波长之比小于0.2的圆柱体Morison（1950）阻力+惯性力2）大圆柱体上的波浪荷载计算圆柱直径与波长之比不小于0.2的圆柱体波浪绕过圆柱时就会发生绕射现象。3.4冻胀力3.4.1冻土的概念、性质与结构的关系有水的松散岩石和土。多年冻土（永冻土）三年以上季节冻土冬季瞬时冻土几小时或数日冻土的基本成分：土颗粒、冰、液态水、气体和水汽。3.4.2/3土的冻胀原理三要素：水分、土壤和负温度。岩石、松散岩石、沙土、粉土、粘土。地下水位。地基土的冻胀力将会反映到上部结构上切向/法向/水平冻胀力3.5冰压力冰压力概念及分类1、河流流冰产生的冲击动压力。2、冰堆整体推移的静压力。3、由于风和水流作用于大面积冰层而产生的静压力。4、冰覆盖层受温度影响膨胀时产生的静压力。5、冰层因水位升降产生的竖向作用力。3.6撞击力二OO七年六月十五日凌晨五时十分，国道三二五广东九江大桥发生船撞事故。