黏土中鱼雷锚抗拔承载力数值分析

基于Abaqus软件,针对预埋在一定深度鱼雷锚的抗拔承载力进行3D数值分析,探讨了锚型、土体类型、拉拔荷载倾角、拉拔荷载水平分量与锚翼夹角等多种因素对拉拔承载力的影响。计算结果表明:在均质土、正常固结土和两层土体中,带4个锚翼鱼雷锚增加56.22 m2的锚翼侧面积,其拉拔承载力比无锚翼的提高1.9倍以上;当锚翼侧面积相同时,增加锚翼的宽度可以有效提高锚的承载力;拉拔荷载倾角α在30°～45°范围内,可获得较大拉拔承载力;锚翼宽度越大,拉拔荷载水平分量与锚翼间的夹角β对鱼雷锚水平承载力影响越明显;经归一化的V-H包络线公式对工程应用中预测鱼雷锚的承载力有一定参考价值。     

抗浮爆扩桩抗拔机理有限元分析

高地下水位地区构筑地下建(构)筑物必须解决结构上浮问题,抵抗上拔荷载作用已成为地下工程建设中经常需要面临的问题。试验表明爆扩桩具有很好的抗浮能力,其成桩施工工艺方面的研究也比较完善,但是对爆扩桩的承载机理的研究很少,通过运用NCAP-1有限元计算程序,分析总结爆扩桩的抗拔承载机理。     

自升式平台桩基土体变形规律与破坏机理分析

研究自升式平台桩基土体的变形规律与失稳机理,对合理评价平台桩基的稳定性具有十分重要的意义。本文基于Galerkin数值分析方法,采用网格重绘与插值技术,利用Abaqus/Stand的牛顿求解方法对平台插桩过程进行大变形分析,较为准确地研究了边界非线性对土体变形规律与破坏机理的影响。通过Abaqus二次开发接口,合理地模拟了桩土界面摩擦特性,以及海床土层剪切强度沿深度非均匀变化特性对海床极限承载能力和破坏机理的影响。揭示了插桩过程中桩周土体的变形规律与失稳模式,给出了插桩入泥深度与极限承载力曲线,并将计算结果同Skempton、Hansen等计算公式进行了合理对比。结果表明:本文给出的桩基土体变形规律与破坏机理,能够较为合理地揭示自升式平台插桩过程中海床土体的大变形特性,以及较为合理地评估自升式平台桩基极限承载能力。     

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。     

桩基承载力测试新方法——动测法

在淤泥、粘土等软地层地区,工程建筑大多采用桩基加固。长期来工程建筑界采用静压法来测定桩基的承载力,虽有测试数据可信的优点,但也存在测试费用昂贵、速度缓慢、施工不安全等明显的缺陷。 1983年被国际土力学会与基础工程学会(ISSMFE)作为具有发展前途的方法而推荐的动测法,是一种新的测试方法。国家海洋局第二海洋研究所地球物理室在有关单位研究的基础     

压力注浆螺旋钢管桩抗拔承载性能试验研究

针对海相软土地区螺旋钢管桩承载力低与腐蚀问题,提出一种新型压力注浆螺旋钢管桩,并设计5根足尺试验桩,进行现场抗拔承载性能试验,研究螺旋叶片直径与排布方式对成桩直径与桩基抗拔承载性能的影响.结果表明,成桩直径与螺旋叶片直径呈正相关,在每节延长段钢管末端设置螺旋叶片利于提高水泥土柱完整性,使成桩直径更为饱满,提高桩基的抗拔承载性能.将试验结果和现行规范抗拔极限承载力计算结果进行对比,计算结果约为实测平均值的94％,在此基础上提出压力注浆螺旋钢管桩抗拔承载力计算参数修正建议,为后续的设计提供参考.     

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。     

点蚀损伤下桩基式平台腿柱轴压极限承载力研究

采用圆柱体点蚀损伤模型,建立含细观尺度点蚀损伤的桩基式平台腿柱多尺度精细化数值模型,研究壁厚损伤度、点蚀损伤强度以及点蚀体积损伤强度影响平台腿柱轴压极限承载力的规律。研究结果表明,壁厚损伤度及点蚀损伤强度明显削弱平台腿柱的极限强度,且随点蚀损伤强度增大壁厚损伤度的影响加剧;点蚀体积损伤强度由于综合考虑了壁厚损伤度和点蚀损伤强度的耦合因素,相比于独立考虑后两者,其更能合理地描述点蚀损伤对平台腿柱极限强度的影响,故点蚀体积损伤强度体现了点蚀损伤的关键特征。本方法不仅适用于研究点蚀损伤构件的极限承载力,其所提出的点蚀损伤模型的构建方法,可拓展于研究受点蚀损伤的整体平台结构的极限承载力,且确定点蚀体积损伤强度为描述点蚀损伤特征的关键参数后,有望将其用于修正点蚀损伤平台腿柱的承载力设计公式。     

海洋工程中桩基水平向承载力可靠指标的影响因素分析

桩基础水平向承载力的计算是海洋工程中桩基设计的重要组成部分。论文在搜集了大量平台建设资料的基础上,以现有的桩基水平向承载力的设计计算方法为依据,进行了水平向承载力的可靠度研究。对影响可靠指标的各个因素进行了灵敏度分析。     

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     

新型伞状锚拉拔破坏机制与承载力数值分析

锚泊基础的承载性能直接影响着海洋浮式结构物的稳定性,因而研究新型有效的锚泊基础已成为海洋工程结构设计中的关键问题之一。文中提出了一种基于海洋软土液化特性的伞状锚,充分利用桩端土体增强抗拔承载能力。应用二维颗粒流分析程序,对该新型伞状锚的安装、抗拔承载能力进行了数值模拟,并与普通锚桩进行比较分析,验证其有效性。针对伞状锚与普通锚桩在拉拔过程中的土体破坏机制,从细观角度分析了其抗拔承载能力的提高机制。研究结果表明,对于相同抗拔锚泊设计竖向承载要求,伞状锚所需材料可大为减少,安装难度明显减低,是值得推广应用的新型锚泊基础形式。     

法向承力锚极限抗拔力特性

法向承力锚是一种新型的适用于深海工程的系泊基础,其极限抗拔力是锚在工程应用中的关键指标。尝试用两种不同的方法评估法向承力锚的极限抗拔力,其一是基于塑性上限分析理论;其二是运用非线性有限元数值方法。与已有的经验公式相比,所建立的计算模型不仅可考虑海床土性质,还能反映锚板定位(嵌入深度及角度)以及系缆力角度对锚极限抗拔力的影响。在与已有评估方法进行比较的基础上,还特别对锚板的嵌入深度、角度以及系缆力角度变化对极限抗拔力的影响规律进行了分析,对三种方法的适用性进行了评述。     

土层抗浮锚杆承载力关键影响因素现场试验研究

工程实践及理论研究均表明,锚土界面特性和锚杆的几何形状是影响抗浮锚杆承载力的2个关键因素。采用不同的施工工艺进行现场试验施工,得到了具有不同锚土界面特性和锚杆几何形状的抗浮锚杆。通过现场锚杆抗拔试验得到锚杆的应力应变关系及极限抗拔承载力。研究结果表明,改善锚土界面特性和采用变截面的锚固体可显著提高锚杆的抗拔承载力。同时,提出了1种经济高效的抗浮锚杆施工工法。     

海洋平台桩基周围冲刷过程及冲刷机理分析

对埕岛油田典型平台周边多年的水深地形资料进行分析对比,研究平台桩基周围冲刷过程,探讨桩柱周围形成冲刷坑的冲刷深度、几何形态和分布特征,分析其冲刷机理。结果表明,平台建成初期桩基冲刷剧烈,周围海底形成以平台为中心的盆状地形,经历近1年的时间逐步达到冲淤平衡。冲刷坑形态特征主要由水动力条件控制。     

基于椭圆型滑动面的砂土中条形锚板上拔承载力计算方法

对于砂土中的竖向拉拔锚板,锚周土体滑动面的形态会随埋深比的增大而发生变化。基于滑动面连续演化的观点,审视了既有统一模型中滑动面形态表征函数的不足,在此基础上,提出了一种新的椭圆形态函数,并建立了相应的统一力学分析模型,提出了新的承载力计算方法。结果表明：新的形态函数能更好地反映滑动面的实际形态,承载力计算新方法也表现出了更好的适应性。     

深水半潜式平台结构关键节点疲劳破坏机理试验研究

深水半潜式平台结构在深海环境荷载及作业动荷载的作用下容易产生疲劳损伤累积,加速疲劳裂纹扩展,导致结构发生疲劳破坏。对深水半潜式平台横撑部位的两类关键节点进行了疲劳试验研究,分析了关键节点的疲劳破坏现象、疲劳破坏过程以及疲劳裂纹扩展规律。试验结果表明:应用规范给出的裂纹扩展模型和参数估算关键节点的疲劳寿命低于试验所得的疲劳寿命,说明应用规范给出的裂纹扩展模型和参数估算节点的疲劳寿命比较安全;根据疲劳试验结果建立的关键节点的S-N曲线参数与DNV规范给出的较为吻合;关键节点焊趾处的ε-N关系曲线可以反映出关键节点疲劳破坏的三个阶段破坏规律。研究结果为有效地预测平台结构关键节点的疲劳损伤程度,及时进行维修加固延长结构的使用寿命提供参考。     

复杂荷载作用下海底腐蚀管线破坏机理研究进展

腐蚀是引起海底管线破坏的一种重要原因。综述在内部工作压力和外部环境荷载作用下海底腐蚀管线破坏机理的研究,论述海底腐蚀管线在单一荷载和多种荷载联合作用下的破坏状态,并说明了当前研究的热点问题。最后,对该领域进一步的研究工作进行了展望。     

海域承载力研究综述

随着世界人口的急剧增加和陆地资源的快速消耗,向海洋寻求发展成为人类唯一的出路,对海域承载能力及其可持续发展的研究就成为一个关乎人类未来发展的重要课题。对海域承载力的研究进展进行了分类概括,并对其评价指标体系和评价模型进行了归纳总结,为学者们今后的研究提供参考的依据,最后对海域承载力和海洋产业可持续发展的关系进行了回顾和展望。     

海域承载力研究综述

随着世界人口的急剧增加和陆地资源的快速消耗,向海洋寻求发展成为人类唯一的出路.对海域承载能力及其可持续发展的研究就成为一个关乎人类未来发展的重要课题.对海域承载力的研究进展进行了分类概括,并对其评价指标体系和评价模型进行了归纳总结,为学者们今后的研究提供参考的依据,最后对海域承载力和海洋产业可持续发展的关系进行了回顾和展望.