钻井船插桩对邻近桩影响的耦合欧拉-拉格朗日有限元方法研究

发布时间：2017-11-28 15:18

  本文关键词：钻井船插桩对邻近桩影响的耦合欧拉-拉格朗日有限元方法研究

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【摘要】：依据模拟钻井船在黏土层中插桩对邻近桩影响的离心模型试验结果,研究了通过耦合欧拉-拉格朗日(CEL)有限元计算并结合非线性地基梁有限元计算,分析钻井船插桩对邻近桩影响问题的可行性。CEL有限元方法将产生大变形的土体设为欧拉体,采用欧拉有限元方法计算该区域的变形响应,计算过程中,欧拉体的空间网格形状、大小位置保持不变,物质可在网格之间运动;其他土体设为拉格朗日体,采用拉格朗日有限元方法计算变形响应,计算过程中,物质的运动和网格的变形保持一致。运用罚函数方法实现欧拉体与拉格朗日体的耦合。通过CEL有限元计算,可以确定钻井船插桩导致的邻近桩桩身水平位移。进一步通过非线性地基梁有限元模型计算确定桩身弯矩。计算结果表明,利用CEL有限元方法并结合非线性地基梁有限元方法计算出的桩身位移和弯矩沿桩长的变化与离心模型试验结果基本一致。说明采用CEL有限元方法并结合非线性地基梁有限元方法分析黏土层中插桩对邻近桩的影响问题是可行的。CEL有限元模型中欧拉土体范围的设置对计算结果有明显影响。研究表明,若插桩深度小于0.75倍桩靴直径,可将欧拉土体范围设置成1.00~1.25倍桩靴直径;若插桩深度大于0.75倍桩靴直径,将欧拉土体范围取为插桩深度以下0.5倍桩靴直径是恰当的。
【作者单位】： 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;天津大学岩土工程研究所;
【基金】：国家自然科学基金(No.51579174)~~
【分类号】：TE951
【正文快照】： 1引言自升式钻井船在钻井过程中,往往要在导管架固定平台桩基础附近,将大直径的钻井船桩靴基础贯入海底泥面以下一定深度,以提供钻井船作业时需要的承载力。这种大尺寸桩靴在贯入土层时,不可避免对邻近平台的桩基稳定性产生不利影响,甚至危害平台的安全。因此,有必要对钻井船

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本文编号：1234411