考虑群桩效应的海洋平台桩—土—结构共同工作研究

考虑群桩效应的近海导管架平台的桩、土结构共同工作研究是一个很复杂的课题，要考虑很多因素。在平台结构的概念设计或初步设计中则可采用一些近似方法。本文根据目前国内外对群桩研究的成果，依据文克尔相互作用模型，提出了一个较方便实用的群桩效应计算方法，并建立了考虑群桩效应的桩—土—结构共同工作的计算模型，通过编制计算机程序得到实现，最后根据算例分析得到有关结论     

桩-网路堤位移应力分析及其应用

由于桩-网复合地基的结构形式比较复杂,难以采用解析法求得其应力和位移。利用有限差分法对某桩-网法路堤进行了数值模拟,并取得了较好结果。计算结果显示,桩间土沉降线为悬链线,与现场位移监测结果吻合较好;桩身弯矩和桩土应力反映了桩-网复合地基的一些受力机理。分析认为,桩间土沉降较大的主要原因是由土体本身压缩及桩侧弯引起的。     

一种准刚性基础-桩-土共同作用非线性分析的近似方法

通过与刚性基础-桩群-土体系的比较,对级配碎石水密法填筑路堤-土工格栅(含基底缓冲层)-现浇薄壁筒桩复合地基体系提出了一种准刚性基础-桩-土共同作用的非线性分析近似方法。计算表明,该方法简便、实用,能较好地反映桩、土非线性特性对路堤受力变形的影响。     

具有结构-桩-土相互作用的海洋平台结构体系承载能力的概率分析

本文研究了桩在竖向荷载和横向荷载作用下承载能力的计算模型,给出了单桩承载能力的概率分析以及不同支承条件对海洋平台结构体系承载能力的影响;提出了具有结构－桩－土相互作用的海洋平台结构体系承载能力的概率特性和在极端荷载作用下海洋平台结构体系的可靠度计算方法。研究结果表明：对于桩支承海洋平台结构体系的承载能力,结构－桩－土相互作用的影响是不容忽视的,其偏差影响取决于土性的离散度。     

考虑隔水导管群桩基作用的导管架平台强度分析方法

本文探讨了导管架平台结构强度分析一种改进方法。在该方法中,考虑了隔水导管群刚度和桩基作用,同时考虑了隔水导管之间以及隔水导管与主桩之间的群桩效应以及上部结构－桩－土相互作用。通过对某六腿导管架平台的分析表明,改进方法可以给出比常规方法更合理的结果。     

门架式水力插板桩的整体抗倾覆稳定性计算

研究门架式水力插板桩的抗倾覆稳定性,以确定其入土深度和工程安全以及工程造价。通过对目前较常用双排桩的稳定性计算分析,提出了1种新的桩土整体抗倾覆稳定计算模型,即将双排桩和桩间土视为1个整体,考虑双排桩桩间土的剪切破坏面随双排桩入土深度的变化,给出了门架式水力插板桩抗倾覆稳定性计算方法。并通过1个实例计算,验证了本文计算方法的可行性和一些有意义的结论。     

考虑波-管-土耦合作用的海底管道在位稳定性分析方法

以水动力加载试验得到的描述管道在位稳定性的波浪环境参数、管道参数和海床土性参数之间的无量纲耦合关系为基础,提出了一种考虑波-管-土动力耦合作用的海底管道在位稳定性分析方法,并通过算例与挪威船级社推荐的DnV设计规范进行了比较分析。分析表明,考虑波-管-土耦合作用的管道稳定性分析方法与DnV管道设计规范有很好的可比性．而且物理机理更清晰,可为管道稳定性设计提供有益的参考。     

极端荷载作用下海洋导管架平台体系可靠度分析

采用非线性倒塌分析方法，考虑桩－土－结构的非线性相互作用，研究了导管架平台在极端荷载作用下承载能力的计算模型，分析了平台结构体系在极端荷载作用下的全倒塌全过程，在此基础上，结合蒙特卡洛法，提出了海洋导管架平台结构的体系可靠度计算方法。最后对工程实例－涠11－4C海洋平台的结构进行了体系可靠性分析，并对比分析了不同的荷载效应计算公式对计算经的影响，研究表明计算经满足工程设计要求，便于工程应用。     

海洋桩基平台地震随机响应分析

本文应用地震随机响应分析理论,研究了海洋桩基平台地震随机响应分析方法。该分析方法将强地面运动视为三向平稳白噪声随机过程,同时考虑了桩土相互作用和水与结构的耦联作用。应用该方法对一典型平台进行了计算,并与现行的响应谱法进行了比较,从而验证了本文所述方法的适用性。     

流体-单腿平台结构-土相互作用体系的地震响应分析

本文主要对流体-重力式单腿平台结构-土相互作用体系在地震荷载作用下的动力响应问题进行了研究。分析了考虑土-结构相互作用及不考虑相互作用效应对体系动力响应的影响,同时研究了沉箱基础半径和海水深度变化对体系动力响应的影响,并结合一个简单实例进行了数值分析。     

深水港斜顶桩驳岸结构后高回填桩土相互作用研究

斜顶桩驳岸结构是一种深水高桩码头接岸结构型式,驳岸结构后进行高回填将是一个复杂的被动桩与土相互作用的问题。采用平面有限元方法,分别建立了后支撑和前支撑斜顶桩驳岸结构的桩一土相互作用模型,桩基采用梁单元模拟,桩一土界面采用接触对进行模拟,进行了高回填施工过程的仿真分析。将承台侧向位移的数值计算结果与原型观测值进行了比较,吻合较好,并对桩身侧向位移、板桩前后土压力以及位移场进行了分析。结果表明：结构的变形随着施工过程进行而变化,承台最大侧向位移发生在施工过程中;不同驳岸结构的被动土压力分布相似,而主动土压力由于支撑桩的位置不同而有所差别;后支撑桩的桩身挠度相对较大。研究结论可为此类结构的设计及计算提供参考,也可为深水港结构型式的优化提供建议。     

考虑桩土相互作用的高桩码头体系等效阻尼比及Pushover分析

为考虑桩土相互作用的高桩码头体系等效阻尼比,将地震作用下高桩码头的滞回耗能定义为各桩塑性铰耗能和桩-土相互作用耗能之和,桩-土相互作用耗能根据p-y曲线和Masing准则定义的滞回环确定,码头结构的塑性铰总耗能为各桩塑性铰耗能的总和,按照正弦激励下一个振动循环内高桩码头体系与相应单自由度体系粘滞耗能相等的原则,推导得到了高桩码头体系等效阻尼比计算公式,并对两个高桩码头进行了Pushover分析。分析表明,土体耗能对高桩码头体系阻尼贡献较大,根据码头各桩塑性铰出现顺序和转动情况计算码头的等效阻尼比更符合实际情况。     

单点系泊海洋导管架平台结构体系可靠性分析

采用非线性逐步倒塌分析方法,考虑桩-土-结构的非线性相互作用,研究了单点系泊海洋导管架平台在极端荷载作用下的承载能力计算模型,在此基础上结合蒙特卡洛随机抽样法,提出了单点系泊海洋导管架平台结构体系可靠度计算方法。最后对工程实例BZ28-1SPM单点系?白海洋导管架平台结构在20年设计基准期和50年重现期进行了体系可靠性分析：研究结果表明：用50年重现期的环境荷载参数来进行BZ28-1SPM单点系泊海洋导管架平台结构的设计是合理的;在环境荷载中起主导作用的是由波浪引起的系泊力;在海洋平台结构的设计及对已服役平台结构的评估中运用体系可靠度理论,可以为海洋平台结构的设计、维护和评估提供理论依据。     

桩基尺寸对砂土中水平受荷桩-土作用力的影响

p-y 曲线法在水平受荷桩的设计中得到了广泛应用,然而近年来在海上风机超大直径单桩基础设计中受到了学术界和工程界的质疑,当前研究表明,桩基尺寸是产生这一问题的主要原因。本文通过三维数值仿真技术,研究了砂土地基中水平受荷桩-土作用特征的演变规律,探讨了当前超大直径单桩设计方法存在的主要问题及产生的原因。计算结果显示：超大直径单桩基础因其桩径大、长径比（入土长度与直径的比） 小的尺寸特征,在水平荷载作用下桩土作用具有明显的三维空间效应,即除受水平向土反力外,还受到桩端水平向的摩擦力、沿桩身不均匀摩阻力产生的抵抗力矩及桩底不均匀土反力提供的抵抗力矩;进一步研究表明,后三类抗力对桩基水平承载力的贡献占比与桩基尺寸有关,即桩基直径越大、长径比越小,这些抗力的贡献越大。因此,在水平受荷超大直径单桩承载特性计算与分析的过程中,除当前水平向p-y 弹簧提供的抗力外,还应考虑桩底的水平剪力、桩身摩擦力和桩底反力不平衡产生的抵抗力矩。     

涌潮作用下桩式丁坝横向动力特性现场试验及数值分析

结合在钱塘江盐官河段对涌潮作用下桩式丁坝动力特性进行的现场测试,首次将有限差分法应用于求解桩式丁坝框架结构受涌潮瞬态荷载作用时的动力响应。其桩周土模型采用Winkler假定,应用有限差分法将桩式丁坝框架结构的各梁柱单元离散后联立起来,从而求得整个结构的动力响应。通过参数研究揭示了结构的形式、结构的刚度、土的剪切波速(即反映桩土相对刚度)对桩式丁坝框架结构横向振动的影响。通过与现场测试结果比较可知,理论计算值与实测值基本吻合,验证了该方法的精度和稳定性。该方法计算过程简单,克服了传统的静力法不能考虑结构的惯性力以及土的粘滞阻尼和动刚度的缺点,对工程实际具有一定的指导意义。     

水平循环荷载作用下单桩动力特性的数值模拟

采用修正的p-y曲线方法，分析了桩基础振动过程中桩土之间由于土体塑性变形导致的桩土脱开现象，给出了计算桩土脱开现象的数值模拟方法，并据此分析计算了中国渤海湾JZ20－2MUQ平台的桩基础动力特性，得到了桩基础振动过程中桩土脱开的区域，分析了桩土之间的脱开对桩基础动力响应的影响等问题。     

叉桩桩帽裂缝的部分分析研究

本文对已建高桩码头叉桩桩帽断裂事例作了理论论证和计算分析。该码头自施工起已连续经历了七年的细致观测,计算结果与实际观测基本一致,说明这座高桩码头叉桩桩帽断裂是由于基床棱体与后方大量抛填砂石使得土层产生沉降所致。通过对土层沉降,桩土间相互作用和叉桩内力变化的计算分析,可以了解到叉桩应力发展直至断裂的大致过程,从而为海岸工程的设计、施工以及维护提供了分析方法和参考数据。     

基于ABAQUS/Explicit的桩腿耦合缓冲器准静态分析

桩腿耦合缓冲器在应用中主要起减小撞击力和限制上下结构相对位移的作用.在设计时,必须考虑到橡胶材料的大变形、橡胶-钢的接触和摩擦问题,它具有几何、材料和边界的三种非线性.通过结构非线性有限元软件ABAQUS/Explicit建立了桩腿耦合缓冲器的三维体单元模型,用基于中心差分法的准静态法,对其在水平和垂直两种工况下的准静力变形过程进行了数值仿真,从能量、接触、刚度与吸能以及应力应变等各方面对计算结果及其合理性进行了分析,并针对现有结构尺寸提出了改进建议.分析表明使用准静态分析方法是可行的,对桩腿耦合缓冲器的优化设计具有一定参考价值.     

考虑软土蠕变对强度影响的高桩码头岸坡时变可靠度分析

考虑软土蠕变导致的土体抗剪强度的衰减效应,建立了软土长期强度模型,用以量化由于土体蠕变导致的土体抗剪强度参数随时间的变化规律。将时变可靠度理论结合有限元强度折减法,提出了考虑软土蠕变对强度影响的高桩码头岸坡时变可靠度算法。采用拉丁超立方抽样方法来改进传统蒙特卡罗法的随机抽样过程,提高计算效率。针对某一岸坡实例,将采用本文算法计算得到的可靠度结果与其他算法评估的结果进行对比分析,验证本文算法的可靠性。最后以我国沿海某高桩码头岸坡为例,基于本文算法评估了该码头岸坡的时变可靠度,分析了岸坡稳定性的时变规律。文中提出的时变可靠度分析方法不仅可以为在役高桩码头岸坡的安全评估提供强有力的技术支撑,同时也能为一些新建工程项目提供一定的参考应用价值。     

基于非线弹性水平地基反力系数的实用群桩分析方法

在NL(Non-Linear Elasticity Horizontal Foundation Coefficient)法的基础上提出了群桩的非线弹性水平地基反力系数实用分析方法,可以使复杂的群桩计算简化为水平地基系数折减后的单桩计算问题,直接采用NL法查表计算。通过实测资料和理论计算值的比较,提出了群桩水平地基系数的建议值。