考虑波致海床动态响应的单桩水平阻抗计算方法

杨明辉; 蔡明辉; 陈波; 杨汉

doi:10.16285/j.rsm.2024.0883

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考虑波致海床动态响应的单桩水平阻抗计算方法

基础理论与实验研究 | 更新时间：2026-06-25

- 考虑波致海床动态响应的单桩水平阻抗计算方法
- A method for calculating horizontal impedance of a single pile considering wave-induced seabed dynamic response
- 岩土力学 2025年46卷第5期页码：1563-1572
- 作者机构：
  
  1. 厦门大学建筑与土木工程学院,福建,厦门,361005
  2. 中铁南方投资集团有限公司,广东,深圳,518054
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目（No.51678230）;中铁南方投资集团有限公司科技研究开发计划项目（No. 202208）
- DOI：10.16285/j.rsm.2024.0883
  中图分类号： TU473
- 网络首发：2025-05-07，
  
  纸质出版：2025
- 稿件说明：
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杨明辉, 蔡明辉, 陈波, 等. 考虑波致海床动态响应的单桩水平阻抗计算方法[J]. 岩土力学, 2025,46(5):1563-1572.

YANG Ming-hui, CAI Ming-hui, CHEN Bo, et al. A method for calculating horizontal impedance of a single pile considering wave-induced seabed dynamic response[J]. 2025, 46(5): 1563-1572.
杨明辉, 蔡明辉, 陈波, 等. 考虑波致海床动态响应的单桩水平阻抗计算方法[J]. 岩土力学, 2025,46(5):1563-1572. DOI： 10.16285/j.rsm.2024.0883.

YANG Ming-hui, CAI Ming-hui, CHEN Bo, et al. A method for calculating horizontal impedance of a single pile considering wave-induced seabed dynamic response[J]. 2025, 46(5): 1563-1572. DOI： 10.16285/j.rsm.2024.0883.

摘要

海洋环境下高强度波浪荷载易引发桩周海床土体内应力变化，进而影响埋置段单桩承载性能，因此波浪引起的海床动态响应在海洋环境中对单桩水平阻抗性能存在显著影响。为此，首先将海洋波浪视为一定频率的简谐波，基于土体多孔弹性假设的完全动态（fullydynamic，简称FD）模型分析了海床土体在线性波浪荷载作用下产生的动态响应，导得海床土体动态响应后作用于桩段的水平外荷载形式；在此基础上，采用Winkler地基和Euler梁模型模拟桩-海床土体系，并利用传递矩阵法解决土体分层问题，提出了一种单桩水平阻抗计算解析解，该公式可充分考虑波致海床动态响应对单桩水平阻抗值的影响。与前人试验结果对比，验证了该方法的合理性；最后对海床动态响应情况下影响单桩水平阻抗值的各主要因素进行了对比分析。计算结果表明，海洋环境下的单桩水平动力阻抗受波浪强度、桩径以及海床土体参数有关。而海床动态响应对单桩水平阻抗的影响则主要表现为在某一频段内刚度的波动与阻尼的提升，而在该频段外单桩阻抗与未考虑海床动态响应的结果近似。此外，该影响频段的范围随着桩径、桩土刚度比与渗透系数的增大而逐步增大。

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