【摘要】：自升式平臺(tái)樁靴與海底土之間的相互作用提供了站立所需支反力和抗滑力,同時(shí)也承受著上部結(jié)構(gòu)傳遞過來的彎矩。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估時(shí),以往的樁土邊界處理方式過分簡(jiǎn)化了地基對(duì)樁靴的約束,無法保證分析的準(zhǔn)確性。本文在深入研究自升式平臺(tái)樁土非線性作用的基礎(chǔ)上,提出考慮樁靴與土體非線性作用的結(jié)構(gòu)有限元模型,使模型可以準(zhǔn)確反映平臺(tái)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和底部支撐方式,進(jìn)而對(duì)自升式平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估,達(dá)到準(zhǔn)確評(píng)估平臺(tái)在位工作性能的目的。本文主要開展了以下研究工作:(1)對(duì)自升式平臺(tái)樁土作用中地基承載力進(jìn)行分析。應(yīng)用小變形有限元法,考慮樁土接觸面作用,研究樁靴穩(wěn)態(tài)貫入不同種類地基的全過程,獲得該過程中樁靴與土體相互作用情況和地基承載力的變化規(guī)律,明確了樁土作用過程中地基承載力的非線性特征;基于Winkler地基模型,提出自升式平臺(tái)地基承載力非線性彈簧表達(dá)方法。(2)建立考慮樁土非線性作用的自升式平臺(tái)有限元數(shù)值計(jì)算模型。首先,建立自升式平臺(tái)三維結(jié)構(gòu)有限元模型,對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理簡(jiǎn)化,反映實(shí)際受力特征的同時(shí)避免應(yīng)力集中;其次,根據(jù)自升式平臺(tái)樁土作用中地基承載力分析成果,利用非線性彈簧單元模擬地基對(duì)于樁靴的豎向反力,建立精確反映樁土非線性作用的樁基模型。(3)對(duì)風(fēng)暴自存工況下自升式平臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估。分析并確定平臺(tái)所受各種載荷,將載荷按不同的作用方式進(jìn)行加載;應(yīng)用本文建立的計(jì)算模型,考慮樁土非線性作用,分別對(duì)風(fēng)暴自存工況下自升式平臺(tái)樁腿及樁靴結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、樁靴承載能力、鎖緊系統(tǒng)承載能力、預(yù)壓載性能及抗傾穩(wěn)性能進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估結(jié)果為滿足安全要求;通過對(duì)平臺(tái)進(jìn)行全面的強(qiáng)度評(píng)估,獲得了自升式平臺(tái)結(jié)構(gòu)靜力響應(yīng)特點(diǎn),明確了樁腿及樁靴應(yīng)力分布情況及最大應(yīng)力位置,得到了自升式平臺(tái)抵抗極限環(huán)境載荷的總體性能。
【圖文】：

東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文第一章 緒論背景及意義源需求的不斷增加，陸地范圍內(nèi)的石油資源已經(jīng)遠(yuǎn)油資源總量約 1/3 的海洋石油資源因其巨大的開采前為海上油氣開發(fā)的主要裝備，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛開發(fā)從淺海逐漸走向深海，這要求自升式平臺(tái)能夠適式平臺(tái)的結(jié)構(gòu)安全也提出了更高要求[1]。于移動(dòng)式平臺(tái)，在海上油氣資源開發(fā)中起著不可或缺臺(tái)不具備的優(yōu)點(diǎn)，例如投資成本相對(duì)較低，，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定腿可以在豎直方向上變化高度，就位后樁腿著底，；移位時(shí)主船體沿樁腿下放，樁腿則從海底升起，然地點(diǎn)。如圖 1.1所示為某在位桁架自升式平臺(tái)，平臺(tái)[3]。

參與樁土相互作用的土壤被無限擴(kuò)展到外圍邊界模擬無限邊界。較為常用的處理方法即從無，假定落到此邊界以外土體受不到樁土作用的影地基承載力數(shù)值模型準(zhǔn)確模擬插樁過程的困難，同時(shí)又要考慮樁靴的限元程序 ABAQUS/Standand 進(jìn)行小應(yīng)變分析，技術(shù)。采用位移加載方法，模擬自升式平臺(tái)樁件 ABAQUS2016，對(duì)不同土質(zhì)條件下自升式平臺(tái)選取的目標(biāo)自升式平臺(tái)樁靴幾何尺寸如圖 3.1 所示，為便于插樁和拔樁作業(yè)采用上下面傾斜的高度 4.875m，表面積 240m2，最大斷面處直徑樁靴體積 660 m3，最大承載面積到底部距離 1.17
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU473.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2590973