管土界面摩擦疲劳效应对深水井口导管贯入阻力的影响

发布时间：2024-05-23 01:46

　　深水井口导管在黏土中的贯入阻力与导管土体界面产生的摩擦疲劳密切相关。在导管安装过程中,管土界面会产生摩擦疲劳,使得导管–黏土界面处的侧摩阻力降低。采用ABAQUS软件中任意拉格朗日欧拉法(ALE)模拟导管的贯入过程,并通过子程序VUSDFLD和VFRIC来模拟导管土体黏性接触面的摩擦疲劳效应,研究了在均质黏土和非均质黏土中,摩擦疲劳对导管贯入阻力的影响,以及循环划井眼解卡的基本原理。研究结果表明:由于摩擦疲劳的影响,管土界面之间的黏聚力系数随贯入位移逐渐降低并趋近于土体的灵敏度倒数,从而导致单位侧摩阻力降低,在贯入结束时,均质土和非均质土中导管总贯入阻力分别减小42.60%,28.48%;导管划井眼时的上下循环运动,增大了土体的"累积剪切位移",使得管土界面之间的摩擦疲劳增大,导管贯入阻力降低,使得"卡住"的导管可以继续贯入到设计深度。

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【部分图文】：

图2导管贯入深度和导管底端经过土体某位置的示意图

h为土体离桩端的距离，R为桩的半径，n为退化系数。对于管桩而言，又对桩半径R进行修正，即R*=（22oiRR）2，其中，Ro为桩的外径，Ri为管桩内径[17]。因此，通过对公式（2）中的进行修正，得到一个含有摩擦疲劳的导管土体黏性接触面模型[15]：*(/)nhR，(3)式中，n....

图1喷射下导管示意图

第8期王腾，等.管土界面摩擦疲劳效应对深水井口导管贯入阻力的影响1533串重量过小，在安装过程中会出现卡钻现象，导管无法下至预定深度[3]。因此，需要正确评估导管贯入过程中的阻力变化，合理配置管串重量，保证导管下入到设计深度。图1喷射下导管示意图Fig.1Schematicdia....

图3考虑摩擦疲劳的黏性接触面计算流程图

1534岩土工程学报2020年对于理想的均质黏土，可以在ABAQUS中设定单一的界面的极限剪应力实现黏性接触。对于非均质黏土，由于土体的不排水剪切强度随着深度变化，在ABAQUS中不能设置随深度变化的极限侧摩阻力值，也不能考虑管土界面摩擦疲劳效应导致的crit随着导管贯入而不断变....

图4简化后的导管安装示意图

?ALE法），使得网格与物质点之间相互脱离，因而即使网格发生了很大的扭曲变形，ALE法也能使整个安装过程中保证高质量的网格，保证计算精度[21]。2.1管土模型（1）几何参数根据导管安装的实际过程，将导管安装问题简化一个轴对称模型，如图4所示。在导管贯入过程中，由于水射流的切割作....

本文编号：3980825