由于海洋環(huán)境和荷載條件復雜,為了達到某種勘探目的錨板有可能被安裝在海床的某個斜坡上。而錨板的抗拔承載能力直接決定了海洋結構物的穩(wěn)定性,因此錨板在海洋斜坡上的極限抗拔承載力值得被研究�，F(xiàn)如今海洋勘探技術突飛猛進,其勘探范圍已經邁進深海,于是,適用于深水錨固的新型拖曳錨應運而生。新型拖曳錨具有深水安裝便捷以及經濟等優(yōu)點,但是拖曳錨的最終下潛位置目前仍然難以精確確定。目前評估拖曳錨下潛深度的可行方法是根據(jù)海床表面錨鏈位置、錨鏈拉力和錨鏈方程反推錨的下潛位置,而錨鏈的受力情況直接影響錨鏈的形態(tài),因此對錨鏈的受力特性進行分析就顯得尤為重要。工程實踐表明,高靈敏度的海洋軟土應變軟化明顯,變形較大時會使錨固系統(tǒng)的承載能力下降,導致海洋平臺失穩(wěn)。因此,對深水錨的嵌入機理和運動特性以及應變軟化對拖曳錨極限承載力的影響的研究,是海洋巖土工程科學的重要內容。本文以條形錨板、拖曳錨和錨鏈為基本研究對象,基于大變形有限元分析技術耦合的歐拉-拉格朗日法(CEL),通過數(shù)值模擬探究條形錨板在黏土斜坡地基的極限抗拔承載力,新型拖曳錨的運動特性和嵌入機理以及黏土應變軟化對拖曳錨極限承載力的影響。論文第一部分探究了斜坡地基中條形錨板極限抗拔承載力系數(shù)的數(shù)值分析�？紤]了在均質土和正常固結土條件下,不同斜坡坡角、錨土不同的粘結方式(錨土立即分離和錨土不分離)以及錨板不同的埋置角度(θ=0°和90°)對條形錨板極限抗拔承載力的影響。論文第二部分采用耦合的歐拉-拉格朗日方法(CEL),建立了研究拖曳錨在黏土中的極限抗拔承載力的數(shù)值模型,計算結果與已有文獻結果吻合較好。通過用戶子程序VUSDFLD來實現(xiàn)黏土的應變軟化。研究了不同軟化參數(shù)的情況下,黏土應變軟化對拖曳錨極限抗拔承載力的影響。研究發(fā)現(xiàn)拖曳錨峰值承載力幾乎不受黏土應變軟化的影響,但是其殘余承載力受應變軟化影響較大。論文第三部分通過耦合的歐拉-拉格朗日法(CEL)建立三維錨鏈-土-錨板三者相互作用的數(shù)值模型,模擬了拖曳錨的嵌入安裝過程。采用LINK單元模擬纜繩結構,通過改變拖曳錨不同的設計角探究了拖曳錨的運動特性,包括拖曳錨的下潛軌跡、系纜點拖曳力、拖曳錨的運動方向和拖曳角。計算結果可清晰地觀察不同設計角下嵌入纜的反懸鏈形態(tài),得到了拖曳錨隨設計角變化的嵌入規(guī)律和受力特性。其次,通過改變N_c和μ的不同取值,揭示了N_c和μ對系纜點處拖曳力理論解推導的影響。采用變化的N_c推導得到的拖曳力與有限元計算的結果吻合較好。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU476

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 葛利忠;陸建輝;;飽和軟粘土中新型法向承載力錨極限承載力分析[J];船舶;2015年02期

2 周琪;于龍;;考慮黏土應變軟化的錨板承載力數(shù)值分析[J];水利與建筑工程學報;2014年04期

3 喬東生;歐進萍;;循環(huán)荷載作用下拖曳錨極限抗拔承載力分析[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2012年12期

4 王立忠;斯麗莎;國振;李玲玲;袁峰;;法向承力錨拖曳安裝過程的整體模擬[J];海洋工程;2012年03期

5 王暉;董玉才;李新超;劉海笑;張偉;;法向承力錨極限抗拔力影響因素的二維有限元分析[J];天津大學學報;2010年11期

6 劉海笑;楊曉亮;;法向承力錨極限抗拔力特性[J];海洋工程;2006年04期

本文編號：2823864