浅海桶形基础平台水平承载力与抗滑稳定分析

平台在海上受风、浪、流、冰等水平载荷作用产生滑移,而土壤粘结力、摩擦力和土抗力是平台的抗滑力,桶基平台应满足抗滑稳定的要求,以保证平台的整体稳定性。介绍了浅海桶形基础平台受水平力作用时桶形基础的破坏模式及其计算方法,并阐述了抗滑稳定计算方法。     

浅海桶形基础平台抗拔力与抗倾稳定分析

平台在海上受风、浪、流、冰等水平载荷作用产生倾斜 ,而土壤粘接力、摩擦力和土抗力是平台的抗拔和抗倾力 ,桶基平台应满足抗拔、抗倾稳定的要求 ,以保证平台的整体稳定性。讨论了桶基平台受水平力作用时 ,桶形基础的破坏模式及其计算方法 ,阐述了抗倾稳定计算方法     

浅海桶形基础平台抗拔力与抗倾稳定分析

平台在海上受风、浪、流、冰等水平载荷作用产生倾斜，而土壤粘接力、摩擦力和土抗力是平台的抗拔和抗倾力，桶基平台应满足抗拔、抗倾稳定的要求，以保证平台的整体稳定性。讨论了桶基平台受水平力作用时，桶形基础的破坏模式及其计算方法，阐述了抗倾稳定计算方法。     

桶形基础平台三维有限元稳定性分析

以我国第一座桶形基础采油平台工程实例为原型，采用三维有限元计算方法对桶形基础稳定性分析。平台在波浪、风等荷载作用下，其稳定性不仅与平台的整体结构有关，而且与桶形基础及其周围土体相互作用相关。在计算中，利用薄层摩擦单元模拟土与结构间的相互作用，取得了很好的效果。分析结果表明桶形基础采油平台在设计条件下运行是较为稳定的。     

滩海桶形基础平台整体模态计算

桶形基础平台是一种新型的海洋结构,由于其基础形式的特殊性目前还没有可行的结构计算方法。文章利用MARC程序作为平台,建立了滩海桶形基础平台整体模态计算的有限元离散模型,并对我国第一座桶形基础平台进行了前20阶模态分析,得到了一些很有用的结论。     

复合加载下桶形基础循环承载性能数值分析

作为一种新型基础形式,吸力式桶形基础除了承受海洋平台结构及自身重量等竖向荷载的长期作用之外,往往还遭受波浪等所产生的水平荷载及其力矩等其它荷载分量的瞬时或循环作用。对复合加载模式下软土地基中桶形基础及其结构的循环承载性能尚缺乏合理的分析与计算方法。应用Andersen等对重力式平台基础及地基所建议的分析方法,基于软黏土的循环强度概念,在大型通用有限元分析软件ABAQUS平台上,通过二次开发,将软土的循环强度与Mises屈服准则结合,针对吸力式桶形基础,基于拟静力分析建立了复合加载模式下循环承载性能的计算模型,并与复合加载作用下极限承载性能进行了对比。由此表明,与极限承载力相比,桶形基础的循环承载力显著降低。     

浅海桶基平台桶形基础结构设计分析

分析和描述了胜利石油管理局建成的CB20B浅海桶基平台桶形基础结构特点,讨论了结构设计应解决的主要问题、桶形基础结构型式和尺度、桶形基础结构设计以及强度和稳定性计算.     

海上平台桶形基础模型负压沉贯试验数据处理与分析

海上平台桶形基础是一种新型海洋石油开发技术,其特点是利用负压将桶形基础贯入海底。本文介绍了单模型和四桶模型平台负压沉贯试验数据处理方法,对负压作用下桶形基础的沉贯过程进行了分析,探索出桶形基础平台机理现场条件下的沉贯方法。     

有限元无限元接触单元耦合法在桶形基础结构与土壤相互作用分析中的应用

桶形基础受负压作用下沉时,基础与地基土体之间产生相互作用.为了合理地模拟2种不同材料之间的相互作用,将有限元、无限元、接触单元耦合的数值计算方法引入到桶形基础与土壤相互作用的强度分析中,并将用该方法得到的计算结果与模型试验比较.其中,接触单元考虑结构与土壤之间的错动滑移及拉裂;而无限元可有效地反映地基土体无限域的远场效应.     

桶基平台负压沉贯施工机具的研究与应用

桶形基础采用负压沉贯方法施工, 初始入泥和倾斜控制成为制约桶形基础平台应用于浅水区的重要环节.通过分析沉贯、倾斜调整机理,设计了1种负压沉贯施工机具,并成功应用于CB20B桶形基础平台的海上安装,对浅水区桶形基础平台施工机具研究开发具有指导意义.     

Rotation Center and Horizontal Bearing Capacity of the Bucket Foundation in Soft Ground

In the last 20 years, the bucket foundation has been developed as a new type of offshore platform structure. Because of its short period of application to engineering practices, the theoretical decision on the rotation center and horizontal bearing capacity of the bucket foundation has yet to be agreed. A limit analysis method is used to determine the updated rotation center position and horizontal bearing capacity to evaluate the failure mechanisms of the bucket foundations. The results are compared with numerical simulation and experiments, and also with other theoretical methods. The proposed method can satisfactorily consider the engineering conditions and the result is accurate in determining the rotation center and horizontal bearing capacity.     

一种加装稳定翼的海上风电负压桶型基础研究

针对海上风电负压桶型基础,以提高桶基水平承载性能和降低结构动力响应为目的,提出了一种加装稳定翼的负压桶型基础型式。通过在桶身设置一组稳定翼,使得桶周土抗力得以充分利用。以单立柱负压桶基为例,建立桶土全实体有限元模型,进行了静力分析和包括模态分析、瞬态分析、谱分析在内的动力分析。结果表明:稳定翼的设置增强了桶基水平承载性能;水平位移和动力响应显著减小;结构低阶固有频率略有提高。     

Calculation of Hydro-Dynamic Stability of the Soil Inside Bucket in the Process of Bucket Foundation Penetration

—The offshore platform with bucket foundations is a new type of offshore platform that distin-guishes from traditional template platforms by replacing driven piles with bucket foundations.The suctionpenentration of bucket foundation is a complicated hydro-dynamic process.The key of this process is theseepage field caused by the difference of pressure applied on purpose inside and outside the bucket.The ap-pearance and developement of seepage field has a decisive influence on the suction penetration process.Inthis study,the finite element analysis method is applied to the dynamic simulation of the seepage field ofsuction penetration of bucket foundation.A criterion is suggested to distinguish the hydro-dynamic stabili-ty of the soil inside the bucket according to the critical hydraulic gradient method.The reliability of themodel and its applicability to engineering practice have been proved through comparison between the re-sults of model test and finite element calculation.     

海上风机吸力式桶形基础承载特性研究综述

风机基础作为海上风机整体结构的重要组成部分,承受着上部风机所受到的风浪流荷载,并且对风机的安全性及可靠性至关重要。吸力式桶形基础由于其安装简单和可重复利用等优点,在海洋平台基础中得到了广泛应用,并逐步应用于海上风机基础中。但由于海上风机与海洋平台在海洋环境中的荷载工况有一定的差别,仍需要通过对其承载特性研究现状进行全面认识,以实现吸力式桶形基础在海上风机基础中的可靠应用。文中通过总结和评价现有研究对桶形基础在不同土体条件以及荷载条件下进行试验及数值模拟分析得到的研究结果,综述了静荷载和循环荷载作用下砂土和黏土中的吸力式桶形基础的承载特性研究现状,以及海上风机吸力式桶形基础的相关研究。文章展望了目前应用于海上风机基础的桶形基础仍缺乏的研究,为海上风机吸力式桶形基础的可靠应用及后续研究提供重要参考。     

Investigation of the load-bearing capacity of suction caissons used for offshore wind turbines

This paper presents the results of three-dimensional finite element analyses of the suction bucket foundation used for offshore wind turbines. The behavior of the bucket and the response of soil supporting the bucket in dense and medium dense sandy soils subjected to static horizontal load are investigated. Field tests results and a centrifuge model test are used to validate the numerical model. Dimensionless horizontal load-displacement and overturning moment-rotation relationships are derived utilizing the Power law and Buckingham’s theorem. The results show good agreement between the numerical analysis results and the straight lines obtained from the Power law until a specific value of horizontal load and overturning moment. Regarding stress behavior of soil supporting the bucket, due to soil densification and bucket movement, maximum stresses are seen near the bucket tip at the right inside of the bucket. The major part of the applied load is transferred by the bucket skirt. Numerical analysis modeling results show that the bucket rotation and displacement are highly dependent on the bucket geometry and soil properties in addition to loading conditions. Normalized equations and figures for the ultimate horizontal load and overturning-moment capacities are presented and can be used for the preliminary design of the bucket foundations in sandy soils.     

海床表层软土对宽浅式筒型基础承载特性影响研究

近海海床表层多为软黏土或淤泥质土,为探究海床表层软土对海上风电宽浅式筒型基础承载特性的影响,以中国广东某海域风电场为背景,通过有限元分析的方法,研究竖向、水平、弯矩荷载作用下软土层厚度和土体强度对基础极限承载力、破坏模式以及筒基土压力分布的影响。研究结果表明:当软土层厚度小于H/2(H为筒裙高度)时,单向荷载作用下宽浅式筒型基础极限承载力随软土层厚度的增加呈线性减小的趋势;当软土层厚度大于H/2后,承载力降低速率逐渐增大。表层软土的存在,使得塑性区范围缩小,软土层内土体塑性破坏更加明显。竖向荷载作用下,随软土层厚度的增大,筒顶承载先减小后增大,筒内侧摩阻力先增大后减小;水平荷载和弯矩作用下,筒侧被动土压力的降低是引起软土覆盖地基中基础承载能力降低的主要因素。     

桶形基础平台负压沉贯数据分析处理系统

介绍了桶形基础平台负压沉贯数据分析处理系统的组成及数据分析处理方法.该数据分析处理系统是为保证海上桶形基础平台现场施工能顺利沉贯到位而研制,可对海上平台现场施工过程进行实时监测,对沉贯数据进行快速分析、处理,并根据桶形基础平台状态对负压沉贯过程进行智能控制.     

冰激振动下海洋平台地基土的动力液化研究

通过动力荷载分析,确定海冰荷载可以引起平台筒边土体液化,并阐述了判别土体液化的方法.利用冰激振动软件以及有限元软件对结构进行动力学分析,得到各筒边土体的最大剪应力.通过室内三轴实验和现场观测结果确定土体物理力学参数,利用判定公式计算得到土体抗液化极限应力.将两者进行对比,可判断筒边土体是否可能发生液化.以渤海某油田筒型基础平台为例,对平台基础土液化安全性进行了判别,证明该方法具有较强的创新性和可行性,对于这一类浅基础平台的地基土液化分析有一定的实践指导作用.     

桶形基础平台安装就位智能化测控装置

近年来,国内外海上平台开始采用桶形基础(几米浅基础)代替一直沿用的桩基础(几十米深基础),其安装就位采用与打桩施工完全不同的负压沉贯的施工方法.介绍了一种用于桶形基础平台在负压沉贯施工中的智能化测控装置.该装置成功地用于我国首座桶形基础平台(胜利油田CB20B平台)的安装就位施工,取得了预期的效果.为我国今后桶形基础平台负压沉贯施工中的智能化测控提供了有益的借鉴.