满流式贯入仪解析未扰动黏土强度特性方法

发布时间：2021-02-13 19:43

　　海底管道和基础等各种海底结构物被大量运用到海洋油气资源的开采实践。海底结构物的设计需要准确的海洋黏土的不排水抗剪强度及软化特性等参数。满流式Ball和T-bar贯入仪已被广泛用于海床土强度特性的原位测试。在Ball和T-bar连续贯入海床土过程中,土体会发生软化,强度也随着降低,Ball和T-bar测到的承载力低于未扰动土的承载力,基于传统的解析方法将低估海床土的不排水抗剪强度,而且不能获得海床土的软化特性。为了更加准确地估计未扰动海洋软黏土的抗剪强度,本文采用大变形有限元RITSS（Remeshing and Interpolation Technique with Small Strain）方法,考虑土体的应变软化效应以及贯入仪和土体界面内的软化效应,研究了Ball和T-bar从土表面连续贯入时的承载力系数变化规律,为海洋软黏土强度特性解析提供依据。本文第一部分研究了均质黏土中深埋Ball和T-bar在初次贯入时的承载力特性,通过参数化分析,研究了界面粗糙度和软化特性参数对承载力系数的影响,提出了预测未扰动黏土不排水抗剪强度和软化特性参数方法,最后通过室内试验、离心机试验以及现场试... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 满流式贯入仪的研究现状
    1.3 论文的研究目的和主要工作
2 数值计算方法和有限元模型
    2.1 大变形有限元方法简介
    2.2 有限元模型简介
        2.2.1 几何模型和边界条件
        2.2.2 土体本构模型与材料特性设置方法
    2.3 薄层单元设置及其收敛性分析
    2.4 软化效应模型的验证
3 均质土中深埋的承载力系数
    3.1 典型工况下的阻力—位移关系
    3.2 δrem,ξ95和α对土体软化效应的影响
    3.3 软化系数的公式拟合
    3.4 未扰动黏土不排水抗剪强度实例分析
        3.4.1 室内试验
        3.4.2 离心机试验
        3.4.3 现场试验
    3.5 小结
4 均质土中连续贯入时的承载力系数
    4.1 表面粗糙度系数α对承载力系数的影响
    4.2 无量纲强度比su/γ′D对承载力系数的影响
    4.3 软化效应对承载力系数的影响
    4.4 均质土中连续贯入时承载力系数的公式拟合
    4.5 均质土中连续贯入时承载力系数的计算公式及验证
    4.6 小结
5 正常固结土连续贯入时的承载力系数
    5.1 正常固结土连续贯入模型的验证
    5.2 表面粗糙度系数α对承载力系数的影响
    5.3 非均质度系数k D/sum对承载力系数的影响
    5.4 土重γ′对承载力系数的影响
    5.5 软化效应对承载力系数的影响
    5.6 正常固结土中连续贯入时承载力系数的公式拟合
    5.7 正常固结土中连续贯入时承载力系数的计算公式及验证
    5.8 小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 进一步研究方向展望
参考文献
附录A 论文使用的主要符号
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]FFP在黏土中贯入过程的CFD模拟[J]. 刘君,张雨勤.  力学学报. 2018(01)

博士论文
[1]三维RITSS大变形有限元方法及其在基础刺入破坏和锚板承载力问题中的应用[D]. 于龙.大连理工大学 2008

硕士论文
[1]动力贯入仪/锚沉贯过程的数值模拟[D]. 张雨勤.大连理工大学 2018



本文编号：3032482