自升式平台插拔桩及二次插桩数值分析

发布时间：2021-10-16 04:42

　　自升式海洋平台的桩靴基础在插拔桩之后会在海床上形成直径可达十几米的桩坑,也称―脚印‖。平台在旧桩坑附近二次插桩,桩靴可能会滑移进桩坑,引发桩腿弯曲变形甚至平台倾覆的危害,这个问题称为桩靴―踩脚印‖失稳。已有桩靴踩脚印相关问题的研究多基于人工挖去的倒圆锥形桩坑来计算和分析,人工桩坑没有考虑桩坑周围土体的扰动,与实际桩坑有一定差别。因此,本文采用ABAQUS/CEL大变形有限元算法,考虑不同应变软化条件,模拟桩靴插拔桩之后形成一个自然桩坑的过程,并基于此种桩坑分析桩靴的二次插桩响应,桩靴形状考虑了平底、纺锤形和桶形三种。主要内容和结论如下:（1）分析了不同应变软化条件下,三种桩靴插拔桩形成桩坑的机制和桩坑几何尺寸及坑内土体强度分布规律。采用“凹陷区”、“整体扰动区”、“π形核心扰动区”和“靴底不扰动区”的几何尺寸,尽量定量地描述所形成的自然桩坑。桶形桩靴插拔桩形成的自然桩坑较其它两种桩靴所形成的自然桩坑而言,土体受扰动程度更大。（2）分别探讨了不同偏心距条件下,三种桩靴基于自然桩坑的基础上二次插桩的反力响应,并与人工桩坑的计算结果进行了对比。结果表明,桩靴在自然桩坑和人工桩坑附近进行二次插... 

【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】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 自升式平台以及桩靴基础踩脚印问题的简介
    1.2 桩靴踩脚印问题的国内外研究进展概述
        1.2.1 文献综述
        1.2.2 数值方法
    1.3 论文研究目的和主要内容
2 计算模型
    2.1 模型参数的设置
    2.2 网格划分
    2.3 工况命名
3 桩坑形成过程模拟及机制分析
    3.1 引言
    3.2 平底桩靴初次插拔桩
        3.2.1 平底桩靴插桩反力
        3.2.2 平底桩靴初次插拔形成桩坑
    3.3 纺锤形桩靴初次插拔桩
        3.3.1 纺锤形桩靴插桩反力
        3.3.2 纺锤形桩靴初次插拔形成桩坑
    3.4 桶形桩靴初次插拔桩
        3.4.1 桶形桩靴插桩反力
        3.4.2 桶形桩靴初次插拔形成桩坑
    3.5 不同形状桩靴初次插拔桩形成桩坑对比
        3.5.1 不同形状桩靴插桩反力
        3.5.2 不同形状桩靴插拔桩形成桩坑对比
    3.6 小结
4 桩靴二次插桩踩脚印稳定性分析
    4.1 平底桩靴二次插桩
        4.1.1 与平整地基插桩响应对比
        4.1.2 自然桩坑与人工桩坑二次插桩响应对比
        4.1.3 偏心距影响
    4.2 纺锤形桩靴二次插桩
    4.3 桶形桩靴二次插桩
    4.4 平底、纺锤形和桶形桩靴二次插桩对比
        4.4.1 同桩坑不同桩靴二次插桩
        4.4.2 同桩靴不同桩坑二次插桩
        4.4.3 三种桩靴峰值荷载总结
    4.5 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
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]自升式平台踩脚印失稳机理大变形有限元分析[J]. 汪纤,于龙.  水利与建筑工程学报. 2016(05)
[2]Analysis of spudcan-footprint interaction in a single soil with nonlinear FEM[J]. Dong-Feng Mao,Ming-Hui Zhang,Yang Yu,Meng-Lan Duan,Jun Zhao.  Petroleum Science. 2015(01)
[3]海上自升式钻井平台新型筒型桩靴承载力[J]. 张浦阳,丁红岩.  石油勘探与开发. 2011(02)
[4]海上自升式钻井平台拔桩阶段桩靴上拔阻力的机理研究[J]. 丁红岩,乐丛欢,张浦阳.  天津大学学报. 2011(04)
[5]Deep Penetration of Spudcan Foundation into Double Layered Soils[J]. 刘君,胡玉霞,孔宪京.  China Ocean Engineering. 2005(02)

硕士论文
[1]自升式平台不同形状桩靴踩脚印稳定性研究[D]. 李晶.大连理工大学 2017
[2]考虑应变软化的锚板承载力大变形有限元分析[D]. 张新全.大连理工大学 2016
[3]非均质粘土中海洋桩靴基础的失效机理研究[D]. 周洋.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：3439170