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筒型基础有限元分析的土体边界选取研究 总被引：4，自引：0，他引：4
利用通用的有限元程序ANSYS软件,以歧口17—2筒型基础平台为对象,采用三维八结点的块体等参元,在相同荷载和约束条件下,选取不同的土体边界,就筒型基础筒边土体的附加应力扩散行为进行了三维有限元分析。分析结果表明,筒边土体的附加应力扩散规律具有方向性;在确定土体边界尺寸时,应在水平方向取土体边界尺寸为5．0倍简体直径,在竖直方向取土体边界尺寸为2．0倍筒高,此时就可以忽略土体的边界效应,进而在有限元计算精度和求解时间之间找到一个合理的平衡点。 相似文献
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大直径单桩基础是海上风电应用广泛的一种基础形式,严格控制桩基泥面处的位移是保证基础稳定和风机安全运营的关键因素.通过数值方法建立了单桩—海床的三维模型,将可以描述海洋砂土超固结性和结构性的弹塑性本构模型通过UMAT子程序嵌入有限元软件ABAQUS中,桩基承受的波浪荷载通过Morison方程进行计算模拟.针对无波浪荷载、仅作用于海床的波浪荷载、同时作用于桩基和海床的波浪荷载三种情况,分析了海床土的动力响应以及桩基的水平位移之间的差异,探讨了海床土体参数对桩基水平变形的影响.研究结果表明海床土体液化会导致桩基水平变形增加,海床土渗透性、超固结性、结构性对桩基水平位移影响显著,研究成果可为海上风电单桩基础的设计与运维提供参考. 相似文献
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黄河水下三角洲沉积物在循环荷载作用下土体中孔压变化实验研究 总被引：4，自引：0，他引：4
利用室内周期循环加载试验 ,对黄河水下三角洲土体中孔隙水压力的变化加以测定 ,通过对波浪水槽试验和动三轴试验 2种方案所获数据分析认为黄河水下三角洲土体 (粉土、粘质粉土、粉质粘土 )存在一破坏的循环极限荷载。在小于此极限循环荷载作用情况下 ,土体中孔隙水压力总体呈现下降趋势 ,没有积累升高的过程 ,不同于砂土在循环荷载作用下孔隙水压力升高导致液化的情况。这一现象对判别黄河水下三角洲土体破坏机制的研究有重要意义。 相似文献
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海床土层在波浪的循环荷载作用下会逐渐累积孔压,降低土层的稳定性,并威胁海上工程。为了研究孔隙水压力的累积机制,本文提出离散元孔隙密度流方法,并改进研发离散元分析软件MatDEM,实现了海床沉积物孔压的累积过程模拟。基于现场试验装置及土体力学参数建立离散元模型,通过对比试验和数值模拟结果发现:对海床沉积物施加波浪荷载后,表层土体中产生较高孔压,并逐渐向深层传递;在循环波浪荷载作用下,土颗粒间孔压累积范围逐渐增加;当孔压累积时间足够长时,土层中孔压收敛于所施加最大荷载与最小荷载的平均值,此时若孔压达到初始有效应力,土体将发生液化,内部土颗粒成为再悬浮沉积物;在周期性波浪荷载作用下,土颗粒液化悬浮后发生移动,浅层颗粒位移量大,土体整体表现为圆弧形移动。 相似文献
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波浪作用下粉质土海床的液化是影响海上平台、海底管线等海洋构筑物安全的灾害之一。在进行构筑物设计中应考虑海床液化的深度问题,而液化土体对下部海床的界面波压力是计算海床孔隙水压力增长以及液化深度的重要参量。本文基于波致粉土海床自上而下的渐进液化模式,利用双层流体波动理论,推导了考虑海床土体黏性的海床界面波压力表达式,并与不考虑黏性时的界面波压力进行了比较分析。结果表明,计算液化后土体界面波压力时,是否考虑液化土体的黏性对结果影响较大,进而可能影响粉质土海床液化深度的确定。 相似文献
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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。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(4)
基于室内土工动三轴土体液化试验,采用有限元分析计算与剪应力比较法相结合的综合判别方法,对于黄河三角洲地区海上风电单桩基础周围土体是否会液化进行了判断,并且通过对比不同位置处土体单元受力情况,总结出单桩基础的存在对于其周围土体地震荷载作用下动力响应的影响。研究发现,土体液化只会在一定深度内发生,12m以下土体由于上覆有效应力较大基本不会发生液化。单桩基础对于桩内土体约束作用十分明显,同时会剧烈加大桩侧土体的受力。本文通过对土体施加X轴方向上的加速度的方式模拟地震作用,结果显示,位于单桩基础X轴方向上的土体单元相较于Y轴方向上等距离的土体单元,受到的剪应力振荡幅度要大的多。 相似文献
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复合加载下桶形基础循环承载性能数值分析 总被引：1，自引：0，他引：1
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。 相似文献
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海上平台桶形基础模型压力压贯与负压沉贯试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
介绍了海上平台桶形基础模型（模型桶）压力压贯和负压沉贯的试验概况,对比分析了两者贯入力的巨大差异和产生的原因,给出了模型桶压力压贯中贯入深度与压力的关系,负压没贯负压与贯入深度,抽吸泵流量,基土渗流量,桶内土塞隆起之间的关系,试验结果表明,负压沉贯可以大大降低以砂质粉土为基土的土抗力,为在胜利油田类似基土海域海上平台应用桶形基础提供了试验依据,为海上现场导管架桶形基础平台的安装就位施工和控制提供了 相似文献
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作为一种常见的近海海底灾害地质现象,波致海床液化严重威胁着黄河三角洲地区海底工程设施的安全。粉质海床液化后,海底粉土的结构、物理和力学性质均发生了改变,研究该变化规律尤其是评估液化后海底粉土再次发生液化的可能性具有重要的理论意义和应用价值。本文利用室内动三轴仪对取自黄河三角洲已液化和未液化海底粉土开展了液化试验对比研究,讨论了已液化和未液化海底粉土在孔压增长模式和轴向动应变发展趋势方面的异同,对比分析了二者的液化势。研究结果表明:应变标准比孔压标准更适用于评估黄河三角洲地区海底粉土的液化势;孔压和动应变发展模式均表明与未液化粉土相比,已液化海底粉土再次发生液化的抗力有所提高;已液化和未液化海底粉土归一化孔压比ud/σ3与循环加载次数比N/Nf间相关关系可采用双曲线或指数函数模型进行定量化描述;未液化海底粉土的波致液化临界循环应力比约为0.20,已液化海底粉土的临界循环应力比约为0.35。研究成果有助于加深对海底粉土波致液化特性的认识,亦可为循环应力历史影响下的土体力学性质研究提供参考。 相似文献
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筒型基础负压沉贯就位后,筒内表面土的沉降会使土层上部产生一层水膜。严重的水膜现象会影响到筒基平台的正常使用,为此专门设计本项试验来模拟筒内水膜形成的机理,并且提出了向筒内灌浆的方法解决水膜问题的方案。该试验通过配土、设计模型筒基、负压沉贯和筒内灌浆等操作过程,设置土槽、安装孔压传感器等实验手段,从土体破坏的角度,寻求负压沉贯过程中沉贯负压、沉贯阻力及孔隙水压力等因素对水膜形成的影响,试图探询水膜形成的规律,并且通过不同泥浆的灌浆试验来寻找有效解决水膜现象的方法。 相似文献
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海上平台桶形基础模型负压沉贯试验数据处理与分析 总被引：1，自引：0，他引：1
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。 相似文献
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Wave-induced seabed instability, either momentary liquefaction or shear failure, is an important topic in ocean and coastal engineering. Many factors, such as seabed properties and wave parameters, affect the seabed instability. A non-dimensional parameter is proposed in this paper to evaluate the occurrence of momentary liquefaction. This parameter includes the properties of the soil and the wave. The determination of the wave-induced liquefaction depth is also suggested based on this non-dimensional parameter. As an example, a two-dimensional seabed with finite thickness is numerically treated with the EFGM meshless method developed early for wave-induced seabed responses. Parametric study is carried out to investigate the effect of wavelength, compressibility of pore fluid, permeability and stiffness of porous media, and variable stiffness with depth on the seabed response with three criteria for liquefaction. It is found that this non-dimensional parameter is a good index for identifying the momentary liquefaction qualitatively, and the criterion of liquefaction with seepage force can be used to predict the deepest liquefaction depth. 相似文献
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Calculation of Hydro-Dynamic Stability of the Soil Inside Bucket in the Process of Bucket Foundation Penetration 总被引：1，自引：0，他引：1
—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. 相似文献
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筒型基础平台是一种新型海洋平台，它通过在筒腔内产生一个比周围小的压强而自主插入海底，工作期间又具有在筒腔内形成负压来增强抵抗外载荷的能力。本文介绍一种以抗拔能力为设计基准的筒型基础总体尺寸的初步设计6方法，并对方法中的各参数提出了选用原则和取值范围，给出了相应的计算图谱，最后还以两个筒型基础为例演示了方法的使用。 相似文献
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This paper presents a three dimensional limit method based on the upper bound theory for the stability of suction bucket foundations of offshore platforms. The bucket embedded in soil is subjected to a lateral load applied above the mud line. In order to simulate the lateral load, a fictitious soil layer is assumed, having a thickness equals to the vertical distance from the load point to the surface of the foundation. The unit weight and shear strength of the fictitious soil are set to be zero. The soil–bucket failure mechanism is approximated by a series of prisms. The three dimensional limit method starts from establishing a compatible velocity field and obtains the factor of safety by the energy and work balance equation. Optimization is followed to approach the critical failure mechanism that offers the minimum factor of safety. Two different basal surfaces are incorporated, i.e. an arbitrarily defined failure surface and a partly elliptical failure surface. Results of centrifuge modeling of bucket foundations are used to verify the method. The arbitrary failure surface provides more reasonable prediction than the partly elliptical failure surface. Being a multi-variable dependent problem, further investigation is needed to search for the critical failure mechanism. 相似文献