view in publisher's site

Seismic response of monopiles to vertical excitation in offshore engineering

Highlights•The interaction of monopiles and seabed under vertical excitation is studied.•Soil is partially saturated, and the influence of seawater layer is considered.•The problem is analysed using a rigorous integral equation method.•The results are different from those obtained for onshore earthquake engineering.•The difference is caused by resonances of the seawater layer.AbstractThis paper studies the dynamic response of a large diameter and thin-walled monopile, embedded in a partially saturated porous seabed with saturation degrees larger than 95%, under a seawater layer, subjected to vertically incident P wave excitations. The ground is a semi-infinite homogenous half-space with a horizontal surface. The solution of the coupled water-pile-soil vibration problem is constructed using a rigorous semi-analytical method. By considering the coupled boundary conditions at the pile-soil and water-soil interfaces, the earthquake induced response is reduced to integral equations and solved numerically. Results for the free field soil displacement and kinematic interaction factor are obtained, which are different from the results reported in the literature for onshore earthquake engineering applications as these do not have the effects of the water layer and the vibration induced dynamic water pressures. The existence of a water layer will always decrease the vertical response of the seabed, but may amplify the monopile's displacement near some resonant frequencies, compared to the case of no water. These results are useful in understanding the kinematic interaction of soil and monopile in offshore engineering applications.

پاسخ لرزه‌ای مونوپیل‌ها به تحریک عمودی در مهندسی دریایی

نکات برجسته * تعامل مونوپیل‌ها و بس‌تر دریا تحت تحریک عمودی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. * خاک تا حدی اشباع شده‌است و تاثیر لایه آب دریا در نظر گرفته شده‌است. * مساله با استفاده از یک روش معادله انتگرال دقیق تجزیه و تحلیل می‌شود. * نتایج متفاوت از نتایج به‌دست‌آمده برای مهندسی زلزله ساحلی است. این مقاله به بررسی پاسخ دینامیکی یک مونوپایل با قطر بزرگ و دیواره نازک، جاسازی‌شده در یک بس‌تر متخلخل نیمه اشباع با درجه اشباع بزرگ‌تر از ۹۵ %، تحت یک لایه آب دریا، در معرض تحریک‌های موج P تابشی عمودی می‌پردازد. زمین یک نیمه فضای همگن نیمه نامحدود با یک سطح افقی است. حل مساله جفت شده ارتعاش آب - شمع - خاک با استفاده از یک روش نیمه تحلیلی دقیق ساخته شده‌است. با در نظر گرفتن شرایط مرزی جفت شده در فصل مشترک شمع - خاک و آب - خاک، پاسخ ناشی از زلزله به معادلات انتگرالی کاهش‌یافته و به صورت عددی حل شده‌است. نتایج برای جابجایی خاک در میدان آزاد و ضریب اندرکنش سینماتیکی به دست آمده‌است که متفاوت از نتایج گزارش‌شده در مقالات برای کاربردهای مهندسی زلزله در ساحل است زیرا اینها اثرات لایه آب و فشار آب دینامیکی ناشی از ارتعاش را ندارند. وجود لایه آب همیشه پاسخ عمودی بس‌تر دریا را کاهش می‌دهد اما ممکن است جابجایی مونوپیلیت ها را در نزدیکی برخی از فرکانس‌های تشدید در مقایسه با حالت بدون آب تقویت کند. این نتایج در درک اندرکنش جنبشی خاک و مونوپایل در کاربردهای مهندسی دریایی مفید هستند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Environmental Engineering
  • ترجمه مقاله Environmental Engineering
  • مقاله مهندسی محیط‌ زیست
  • ترجمه مقاله مهندسی محیط‌ زیست
  • مقاله Ocean Engineering
  • ترجمه مقاله Ocean Engineering
  • مقاله مهندسی اقیانوس
  • ترجمه مقاله مهندسی اقیانوس
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.