考慮被動吸力作用的海洋平臺基礎承載特性研究.pdf

1、海洋平臺基礎結構在上拔荷載作用時會產(chǎn)生被動吸力，當被動吸力用于穩(wěn)定海底結構物抵抗環(huán)境荷載引起的上拔作用時，是一種有利的因素需要增強；當被動吸力產(chǎn)生于打撈、回收等拔出海底結構物的過程中時，是一種不利的因素需要消除。本論文主要通過數(shù)值模擬和離心試驗相結合的方法來研究被動吸力的作用機理以及對平臺基礎承載能力的影響。本文主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　（1）提出了不排水條件下吸力式基礎抗拔承載力系數(shù)計算公式。采用數(shù)值模擬的方法對不排水條件下

2、吸力式基礎的承載力系數(shù)進行了分析。分析過程中考慮了貫入長徑比和基礎位移的影響，比較了受壓和受拉工況下承載力系數(shù)的差異，得到以下結論：
　　①當嵌入長徑比小于2時，基礎的抗壓和抗拔承載力系數(shù)差異較??；當嵌入長徑比從2增加到4后，抗壓承載力系數(shù)持續(xù)增大到16%，抗拔承載力系數(shù)幾乎保持不變。
　　②承載力系數(shù)隨著非均質(zhì)度的增加而增大，當非均質(zhì)度從0變化到1時，承載力系數(shù)增幅較大，當非均質(zhì)度從1增加到5時，承載力系數(shù)的增加幅度較小。

3、
　　③當基礎位移小于0.3D時，均質(zhì)土中基礎的抗壓和抗拔承載力系數(shù)都可以取相同的值；當土體不排水強度取基礎側壁端部以下D/10處的強度計算承載力系數(shù)時，非均質(zhì)土的承載力系數(shù)可以用均質(zhì)土的承載力系數(shù)來代替。
　?、芴岢隽艘粋€深度系數(shù)的計算公式，公式中考慮了長徑比和相應的基礎位移的影響。
　?。?）揭示了被動吸力對基礎抗拔承載力的影響機理。應用離心模型試驗模擬了吸力式基礎的貫入和上拔過程，研究了上拔速度、貫入長徑比對負壓

4、的產(chǎn)生和消散的影響，得到以下結論：
　?、匐S著上拔速度的增大，抗拔阻力和負壓逐漸增大，但增長趨勢逐漸變緩；
　?、谠谙嗤习嗡俣葪l件下，隨著長徑比的增大，抗拔承載力和負壓增大，負壓消散的時間也增長；
　?、垭S著上拔速度增大，產(chǎn)生的負壓需要的消散時間增長；
　?、苌习嗡俣瓤梢杂绊懙交A所處于的排水狀態(tài)，這對負壓的量值有較大影響。
　　（3）考慮到長徑比對滲流長度的影響，提出了評估吸力式基礎在上拔荷載作用下排水

5、狀態(tài)的計算公式。用數(shù)值分析方法模擬分析了吸力式基礎在受拉荷載下桶內(nèi)產(chǎn)生的負壓以及負壓隨時間消散的過程。研究了嵌入長徑比、裂縫對負壓消散時間的影響，得到以下結論：
　?、匐S著吸力式基礎的側壁貫入土體的深度逐漸增大，桶內(nèi)孔壓消散需要的時間逐漸增長；
　?、陔S著貫入長徑比的逐漸增大，滲流長度和基礎側壁的高度的比值逐漸降低，并趨向一個定值；有裂縫時的滲流長度相對于無裂縫時較?。?br>　?、劭紤]貫入深度對滲流長度的影響，建議采用無量

6、綱速度vs/cv來進行受拉荷載下不排水狀態(tài)的判定，受拉狀態(tài)下的無量綱速度要達到受壓狀態(tài)下的兩個數(shù)量級倍數(shù)才能達到完全不排水狀態(tài)。
　　④考慮到負壓的可靠性，可以取完全不排水狀態(tài)下承載力系數(shù)的一半來計算抗拔承載力。
　?。?）提出了采用樁基承臺消除平臺樁靴下被動吸力的方法。應用數(shù)值模擬方法對樁基承臺受到樁靴基礎傳遞過來的預壓荷載時的承載特性進行了研究。分析中主要考慮了樁-土-承臺的相互作用，得到以下結論：
　　①荷載超出