砂土中吸力式筒型基礎(chǔ)負壓下沉減阻效果研究.pdf

1、砂土中吸力式筒型吸力式筒型基礎(chǔ)基礎(chǔ)負壓下沉負壓下沉減阻減阻效果效果研究研究StudyonReductionEffectofPerationResistancefSuctionCaissonsinS學科專業(yè)：水利工程研究生：祁越指導教師：劉潤教授天津大學建筑工程學院二零一五年十二月摘要吸力式筒型基礎(chǔ)是一種新型的海洋工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式，由于其材料成本與安裝成本低于樁基礎(chǔ)，并且易于海上運輸與安裝，所以逐漸受到海上風電行業(yè)的青睞。吸力式筒型基礎(chǔ)負

2、壓下沉過程涉及到水土結(jié)構(gòu)之間的相互作用，是一個比較復雜、前沿的課題。在密實砂土中，合理負壓引起的滲流會對下沉阻力起到減阻效果，有利于下沉的完成；但過大負壓引起的滲透破壞卻會造成筒內(nèi)土體失效，影響筒體的承載性能。因此，對合理負壓的預(yù)測仍是現(xiàn)在工程中關(guān)注的焦點問題。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，針對吸力式筒型基礎(chǔ)在密實砂土中的下沉特點，分別對不同壁厚的筒型基礎(chǔ)進行了負壓與正壓兩種下沉方式的模型試驗。研究了兩種下沉方式下筒型基礎(chǔ)的下沉阻力分布特點，

3、對比分析了負壓下沉引起的減阻效果與減阻機理。結(jié)合試驗結(jié)果對已有下沉阻力預(yù)測方法進行了改進，主要內(nèi)容及結(jié)論如下：1回顧了吸力式筒型基礎(chǔ)在海洋工程中的發(fā)展歷程，提出了目前吸力式筒型基礎(chǔ)沉放過程中存在的焦點問題，發(fā)現(xiàn)合理的施加負壓是筒型基礎(chǔ)成功完成沉放的關(guān)鍵?；诖藛栴}對已有的研究方法及理論成果進行了總結(jié)。2通過對比模型試驗，研究了正壓與負壓兩種下沉方式下，不同壁厚筒型基礎(chǔ)所受土壓力的變化規(guī)律。對比了兩種方式的下沉阻力，結(jié)果表明負壓減阻效果明

4、顯。對比了兩種方式下最終土塞高度，其中負壓下沉中超土塞現(xiàn)象明顯，土塞體積與筒壁體積有關(guān)。3研究了現(xiàn)有下沉阻力計算方法，其中正壓下沉阻力預(yù)測結(jié)果遠小于實測值。根據(jù)擴孔理論推導了外筒壁水平土壓力系數(shù)計算方法；通過分析筒內(nèi)土塞擠壓作用，得到了內(nèi)筒壁土壓力計算方法；基于太沙基深基礎(chǔ)承載力理論，推導了筒端阻力計算公式；三種方法計算得到的結(jié)果與實測結(jié)果較為吻合。4研究了筒型基礎(chǔ)下沉負壓的預(yù)測方法，已有計算方法中對于允許負壓的預(yù)測過于保守，基于已有分