本文關鍵詞：黏土中動力錨的沉貫深度數(shù)值模擬

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【摘要】：隨著海洋油氣開采從淺海向深海發(fā)展,浮式和半潛式平臺比傳統(tǒng)的重力式平臺更適合深海環(huán)境。在工作時浮式和半潛式平臺需要錨泊系統(tǒng)定位在一定范圍內(nèi)。動力錨作為一種新近發(fā)展的為錨泊系統(tǒng)提供抗拔力的錨固基礎因其安裝運輸方便、造價低廉、承載力高等諸多優(yōu)點在實際工程中得到了廣泛的應用。動力錨是一種依靠自重沉貫至海床一定深度處的錨固基礎,其承載力很大程度上依賴于錨的沉貫深度。由于動力錨問世時間不長,現(xiàn)有的關于動力錨沉貫深度的研究成果仍存在很多不足。本文通過有限元分析方法研究了動力錨的運動微分方程中相關參數(shù)的取值以完善動力錨沉貫深度預測公式,而后總結了前人關于土體率效應的成果,借助動力錨的運動微分方程研究了土體率效應對動力錨沉貫深度的影響。這將有助于進一步認識影響動力錨沉貫深度的因素,為動力錨的設計安裝提供技術支撐和理論指導。論文第一部分采用小變形有限元方法模擬了不同長寬比的矩形基礎預埋在不同深度黏土中的極限承載力。通過與其他學者關于較淺埋深情況矩形基礎的極限承載力對比驗證了有限元模型的可靠性,在此基礎之上模擬了埋深極大(150倍基礎寬度)情況下矩形基礎的極限承載力。研究結果表明,矩形基礎的極限承載力隨著埋深的增加而增加,在本文計算范圍內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)承載力的極限埋深。根據(jù)有限元模擬的結果擬合了一個可計算均質黏土中包括薄板基礎在內(nèi)的任意長寬比的矩形基礎處在較大埋深情況下的承載力系數(shù)公式。論文第二部分總結了其他學者關于土體率效應的研究結果,采用動力錨的運動微分方程研究了土體率效應對沉貫深度的影響。研究結果表明,土體率效應造成錨的沉貫深度明顯減小,為后續(xù)的研究指明了方向；當土體率效應參數(shù)較大時,錨的沉貫深度對參考應變率的變化比較敏感。根據(jù)第二章的研究結果,采用矩形基礎的承載力系數(shù)計算動力錨沉貫過程中翼板受到的端承阻力,得出的沉貫深度要小于采用以往的深埋條形基礎承載力系數(shù)7.5計算得到的沉貫深度。論文第三部分采用耦合的歐拉朗格朗日法(Coupled Euleran Lagrangian-CEL)模擬了考慮土體率效應的魚雷錨連續(xù)貫入黏土的問題。通過分析魚雷錨沉貫過程中所受到的端承阻力和摩擦力,得出了土體率效應對魚雷錨端承項阻力和側壁摩擦力的關系。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU476

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本文編號：1168922