海上风机斜壁桶形基础承载特性研究

基于验证的三维有限元方法,考察了斜壁桶形基础的承载特性,得到了变形网格、位移增量分布、位移等值面分布等结果,探讨了斜壁倾角与各极限承载力之间的定量关系。计算表明,桶形基础发生竖向位移时,主要是桶体内部和桶基正下方的土体发生沉降,而桶侧的土体基本不发生沉降。桶形基础受到水平荷载发生转动时,转动中心轴大致位于桶基底面内,桶基水平承载力主要由桶内土体和桶基外侧中上部受压侧土体产生的抵抗反力构成。桶基因受到较大竖直向上荷载而失效时,桶内土体和桶基外侧靠近海床面附近土体产生了较大的向上位移。桶壁倾角β每增加1°,竖向抗压极限承载力、竖向抗拔极限承载力、水平极限承载力分别提高12%、17.4%及3.8%。     

有限元法在桩靴承载力计算中的应用

自升式钻井平台插桩是地基土在桩靴荷载作用下发生连续的塑性破坏的动态过程,当地基极限承载力等于桩靴荷载时插桩完成。经典土力学极限承载力理论对土体潜在滑动面做了假设,无法有效分析土体内部的破坏过程。本研究应用有限元法（FEM ）对插桩过程进行了模拟,得到地基土的破坏机制以及中间荷载下土体的应力、应变情况,通过和各理论公式计算的极限承载力进行对比分析,分析影响地基极限承载力的因素。研究表明,基础宽度与硬土层厚度的比值 B/H越大,下卧软土层越容易发生塑性破坏,极限承载力明显下降,当B/H＜0．286时,可以忽略下卧软土层对地基承载力的影响。     

钙质土中重力串锚水平承载力特性有限元研究

目前没有规范给出串锚的水平承载力计算公式,为了利用有限元法研究串锚水平承载力特性,采用相关理论计算以及室内试验的方法来验证有限元法模拟计算的可靠性。实践证明,有限元法具有较高的计算精度。利用有限元分析软件ABAQUS建立了串锚-土体模型,模拟串锚在水平荷载作用下破坏过程,研究了串锚在水平荷载作用下破坏机理,从而得到了串锚水平承载力特性。在相同的工况条件下,串锚的水平承载力与其锚链长度有关,在一定范围内,增加锚链的长度可以提高串锚的水平承载力;串锚的水平承载力不是相应的单个锚的水平承载力相加,其水平承载力小于相应的单个锚水平承载力之和,在进行串锚水平承载力设计计算时应给与相应的考虑。     

粘土中张紧式吸力锚破坏模式与承载特性有限元分析

对利用有限元计算分析张紧式吸力锚承载力的方法进行了研究,结果表明:锚土之间接触特性的描述取决于锚的破坏模式;当锚为竖向破坏时,采用临界剪应力摩擦模型描述锚土间接触是恰当的;当锚为水平破坏时,采用库伦摩擦模型描述锚土间接触是恰当的。计算中若采用基于Mises屈服准则的理想弹塑性本构关系描述软土的不排水应力应变特性,且按位移标准确定极限承载力,则弹性模量的取值对确定软土中吸力锚承载力有影响且取决于锚的破坏模式;当锚发生竖向破坏时,弹性模量按约150倍的不排水强度取值是恰当的;当锚发生水平破坏时,弹性模量按约75倍的不排水强度取值是恰当的。探讨了依据软粘土循环强度利用拟静力弹塑性有限元计算,估算平均荷载与循环荷载共同作用下吸力锚平均位移变化趋势的可行性,计算与模型试验结果比较说明,计算得出的拟静力荷载位移曲线能够对锚实际平均位移的变化趋势给出一个恰当的估计。     

不同海况和地质条件下海上风电桩基水平承载力研究

在海上风电单桩基础水平承载力的设计中,风荷载和波浪荷载是两个最主要的常规水平荷载,需要考虑在波浪荷载和风荷载的不同荷载组合下的桩土相互作用。利用有限元软件ABAQUS构建桩土相互作用模型,对桩基施加不同组合的环境荷载,研究桩土的相互作用。在固定环境荷载的情况下,将土体分层,研究不同土质条件下桩基水平承载力的差异。分析可得极端海况下桩身泥面位移约是正常海况下的5倍,且桩身水平位移主要由风荷载引起。桩周土体所受水平应力与桩体的摆动幅度相关,且桩基摆动对桩周土体水平变形的影响范围有限,以桩基为中心1.7倍桩径范围内土体所受影响显著。海床上层土体的强度对桩基水平承载力起关键性作用,上软下硬海床与纯软土海床相比水平承载力大约提高25%,而上硬下软海床与纯软土海床相比水平承载力约提高3倍。     

离岸深水全直桩码头承载性能有限元分析

全直桩码头是适于软土地基上离岸深水海域的新型高桩码头结构型式,其承载机理与传统高桩码头存在较大差异,且软土地基循环软化效应显著。建立全直桩码头结构与地基相互作用三维弹塑性有限元模型,基于二次开发采用拟静力法对土体循环软化效应进行模拟。通过有限元模型研究全直桩码头的承载特性与破坏模式,并探讨水平极限承载力的影响因素。研究表明水平荷载作用下,基桩的塑性破坏是结构失稳的控制因素,地基土体的承载力对结构水平极限承载力不起决定性作用;竖向荷载作用下,结构竖向极限承载力由地基土体强度决定。研究范围内入土深度对结构水平极限承载力影响不大,但桩壁厚度减小或考虑土体软化后,结构水平极限承载力明显降低。设计中,增加入土深度可有效减小土体软化引起的水平极限承载力降低程度,且应考虑结构腐蚀和土体软化对水平极限承载力的双重降低效应,为钢管桩预留足够的腐蚀富裕量。     

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。     

海上风电大直径加翼桩水平承载性能研究

为改善海上风电大直径钢管桩的水平承载性能,基于ABAQUS有限元软件对单桩改进形式的加翼桩结构进行了系统研究,计算分析了软黏土地基中加翼桩在水平荷载作用下桩身弯矩、应力、位移、桩身泥面处倾斜率和极限承载力,研究了加翼桩面积、形状、埋深和刚度等翼板参数对加翼桩水平承载性能的影响规律,根据加翼桩的桩-土作用机理,参考现行规范模式提出适用于软黏土地基大直径钢管桩的P-Y曲线。研究结果表明,加翼桩通过在泥面处设置翼板可降低桩基泥面处倾斜率50%、提高桩基极限承载力60%以上,加翼桩水平承载性能明显优于单桩。     

单一地层平台插桩地基土破坏模式及插桩深度有限元分析

自升式平台插桩是地基土在桩靴荷载作用下发生连续塑性破坏的过程,当地基极限承载力等于桩靴荷载时插桩完成。经典土力学极限承载力理论对土体潜在滑动面做了假设,无法有效分析土体内部的破坏过程。因而,研究采用有限元极限分析法对单一地层中插桩时地基土渐进破坏过程进行了模拟,并与Skempton、Terzaghi公式计算的极限承载力进行了对比,取得了较为一致的结果,同时对插桩深度进行了预测。     

变截面劲性水泥土桩承载特性室内模型试验研究

研究变截面劲性水泥土桩的几何特征对承载特性的影响,结果表明:具有1个扩大盘或2个扩大盘间距较大的变截面桩,盘下部的土体发生压缩和局部剪切破坏现象,上部的土体则发生梨形滑落;盘间距较小时,上下两盘之间的土体与两盘成为一体;变截面桩的桩侧荷载分担值均远大于桩端荷载分担值,盘的数量及间距对桩侧及桩端荷载分担值影响不大;1个盘时,其位置对承载力有一定的影响;2个等间距盘的变截面桩,盘位置越高承载力越高;盘间距对承载力影响不显著;3个盘的承载力大于2个盘的承载力,但结果相差不大;变截面桩的承载力得到显著提高,其承载力不小于与扩大盘直径相等的等截面桩;随着桩顶荷载的增大,盘承担的荷载增加显著,盘以下桩身的轴力因盘承担大部分而骤减,其降低幅度与盘的数量、位置及间距有关.     

天津大神堂牡蛎礁海洋特别保护区生态旅游环境容量研究

在不妨碍海洋保护的前提下,适度开展生态旅游,是增强海洋特别保护区自养能力,实现海洋特别保护区可持续发展的有效途径之一。文章综合旅游生态容量、旅游空间容量和旅游设施容量3个因素,对天津大神堂牡蛎礁海洋特别保护区的生态旅游环境容量进行了测算,结果表明其生态旅游环境容量为37 677~39 589人次/d,并提出重视对保护区营养盐因子的输入、完善旅游服务设施建设、加强旅游旺季客流疏导的建议。     

Pullout capacity of embedded suction anchors in sand

An analytical solution has been developed to estimate the horizontal, vertical, and inclined loading pullout capacities of embedded suction anchors in sand. Validation of the analytical solution on pullout capacities has been made through comparisons with the centrifuge model test results. Primary variables for the centrifuge model tests are the depth to the loading point, the load inclination angle, and the addition of flanges. The results indicate that both the horizontal and vertical pullout capacities of the embedded suction anchor in sand increase, reach the peak and then start to decrease as the loading point moves downward. The inclined loading pullout capacity is very much dependent on the load inclination angle and the loading point. The effect of flanges on the pullout capacities is also found to be significant.     

地基承载力特征值和桩端承载力特征值的比较研究

工程中常涉及到地基承载力特征值fa及桩端阻力qpa,作为同量纲的地基指标,对同一土层后者往往要比前者高得多。运用梅耶霍夫地基极限承载力理论,分析了随基础埋深的加大地基土破坏形式的变化,对浅基础及桩基础破坏形式、地基承载力特征值fa与桩端承载力特征值qpa作了对比。研究结果将有利于建立及区别地基承载力特征值及桩端端阻力特征值的物理概念,对实际工程具有指导意义。     

Calculation of Environmental Capacity of Petroleum Hydrocarbon in Jiaozhou Bay

The method has been established to calculate the environmental capacity (ECo),surplus environment capacity (SECo) of water with respect to marine petroleum hydrocarbons associated with oil (PHAOs) and the self-purification capacity (SPCo) of main self-purification process to PHAOs in the Jiaozhou Bay, China, according to the dynamic model for distribution of marine PHAOs among multiphase environments. The variation of concentration of PHAOs in the Jiaozhou Bay is well simulated by the dynamic model. Based on the model.the ECo, SECo of water with respect to PHAOs in the Jiaozhou Bay were calculated during the last 10 years under the first-class and second-class quality standard requirement, according to SPCoof main self-purification process to PHAOs. The results show that about 200 tons of PHAOs could be discharged into the Jiaozhou Bay for maintaining the first class seawater quality standard, and about 600 tons of PHAOs for the second class seawater quality standard later.     

大容量舱容积计量的快速测量新方法

针对不断大型化和多样化的船舶与海洋结构物舱室,为适应其舱容测量需求,借鉴传统的容量比较法和几何测量法,提出了一种新的高效、准确、适用性强的舱容测量方法。新测量方法采用间接积分计算舱容思路,包含实验与计算两个部分;实验中标准容器注水和未知体积大量注水交替进行,再将实验数据转化为可以描述舱容变化趋势的水线面积数据;计算部分基于水线面积数据、采用收敛性较好的样条插值方法得到近似水线面积曲线,并进一步积分得到测量舱容曲线。通过算例验证,相对于传统测量方法,该方法可以更方便、高效地完成大容量舱的容积测量,同时具有很高精度;并可根据舱体特点灵活安排测量方案,更好地解决测量效率与精度间的矛盾。     

承载力视角下辽宁省滨海旅游业发展现状分析——基于DP政策战略矩阵

承载力是衡量资源能否支持经济良性发展的重要标志之一。文章结合国内海域承载力和旅游承载力的相关研究,从滨海旅游承载力和滨海旅游业发展潜力正反两个方面,利用层次分析法对辽宁省6个沿海城市滨海旅游业发展现状进行评价,并基于DP政策战略矩阵对辽宁省滨海旅游业发展方向等进行分析。结果表明:大连的海域承载力和发展潜力均高于辽宁省平均水平,处于稳定发展状态;锦州和葫芦岛的海域承载力和发展潜力均低于辽宁省平均水平;营口、盘锦和丹东的海域承载力在辽宁省平均水平之上但发展潜力低于辽宁省平均水平。分析表明,辽宁省滨海旅游业地区差异较为明显,旅游产品同质化明显,区域间合作开发较弱。应各自发挥旅游资源特色发掘地区历史文化内涵,明确自身旅游市场定位,加强区域间协同开发,实现辽宁省滨海旅游业协同健康发展。     

鲢、鳙摄食能力的比较研究

于１９９０年７月－１９９１年１０月用实验生态学方法研究鲢、鳙的摄食能力。结果表明，鲢对水中浮游植物的摄食能力较鳙的大，但对浮游动物的摄食能力较鳙的小，对于直径约７０μｍ的食物颗粒两者的摄食能力相当。     

海洋多糖保湿乳剂的制备研究

为研究海洋糖类物质在化妆品中的保湿作用,分别在相对湿度为81%,43%和干燥的硅胶环境下对壳寡糖、壳聚糖季铵盐、羧甲基壳聚糖、卡拉胶寡糖、鲨鱼软骨素等几种海洋糖类物质和透明质酸的吸湿性和保湿性进行了研究,其中以壳聚糖季铵盐和羧甲基壳聚糖的保湿性能最好。通过对6种聚糖的两两复配实验,筛选出卡拉胶寡糖、羧甲基壳聚糖、透明质酸3种聚糖与其它多糖复配效果较好,并在此基础上通过配比试验得出了3种聚糖的最佳复合配方比为卡拉胶寡糖∶羧甲基壳聚糖∶透明质酸=1∶2∶2。将该复合多糖制备成的保湿乳剂与已知产品进行比较实验,结果显示该保湿乳剂具有良好的保湿效果。另外,本文还在相对湿度43%条件下考察了Ca2 ,Mg2 ,Zn2 对该复合多糖保湿性能的影响,结果表明这3种金属离子对多糖的保湿性都有一定程度的提高。