北極地區(qū)蘊(yùn)含了大量的油氣資源,其總儲(chǔ)量大約占世界上未開發(fā)油氣資源的22%,這些資源中的大部分都位于深度500米以內(nèi)的近海區(qū)域。但北極海域海底存在冰川時(shí)期殘留下來需要大量時(shí)間才會(huì)逐漸融化的的永久凍土層。而自升式海洋鉆井平臺(tái)作業(yè)時(shí)將其樁基礎(chǔ)貫入到海底土層中,樁基礎(chǔ)與海底凍土?xí)l(fā)生熱傳導(dǎo)使凍土融化。凍土融化后強(qiáng)度降低,從而導(dǎo)致樁基礎(chǔ)的承載能力降低,對(duì)自升式海洋平臺(tái)的穩(wěn)定性產(chǎn)生重大威脅。因此,對(duì)自升式平臺(tái)樁基礎(chǔ)在極地近海海底凍土層中的極限承載力特性的研究是海洋工程科學(xué)的重要內(nèi)容,但目前國際上尚未見到對(duì)該問題的研究。本文以平底樁靴、裙式樁靴、圓柱形樁基礎(chǔ)為基本研究對(duì)象,基于Abaqus/Standard中的純粹熱傳導(dǎo)以及隱式小變形有限元方法,通過建立樁靴與凍土的熱-力順序耦合有限元模型來模擬樁靴在海洋凍土中熱傳導(dǎo)過程,探究豎向極限承載力變化規(guī)律,分析凍土融化后強(qiáng)度折減系數(shù)對(duì)極限承載力的影響。本文第一部分模擬了平底樁靴、裙式樁靴、圓柱形樁基礎(chǔ)在海洋凍土中的熱傳導(dǎo)過程。計(jì)算了三種樁靴基礎(chǔ)在不同埋深率（H/D）下的溫度場(chǎng),并分析了三種樁靴對(duì)凍土的傳熱性能及其形狀對(duì)溫度場(chǎng)的影響。平底樁靴對(duì)土體溫度的影響... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 北極海洋油氣資源與北極海底凍土層
    1.2 自升式海洋鉆井平臺(tái)簡介
    1.3 凍土融化后強(qiáng)度變化的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 樁靴基礎(chǔ)承載力的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 論文的研究目的和主要研究工作
2 理論方法簡介
    2.1 隱式小變形有限元方法
    2.2 熱傳導(dǎo)概述
        2.2.1 熱學(xué)基礎(chǔ)
        2.2.2 瞬態(tài)熱傳導(dǎo)
    2.3 熱傳導(dǎo)分析的有限元方法
3 樁-凍土溫度場(chǎng)
    3.1 引言
    3.2 潛熱效應(yīng)的模擬
    3.3 熱傳導(dǎo)有限元方法的驗(yàn)證
    3.4 平底樁靴的溫度場(chǎng)
        3.4.1 有限元計(jì)算模型
        3.4.2 網(wǎng)格依賴性分析
        3.4.3 平底樁靴溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果
    3.5 裙式樁靴的溫度場(chǎng)
        3.5.1 有限元計(jì)算模型
        3.5.2 裙式樁靴溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果
    3.6 圓柱形樁基礎(chǔ)溫度場(chǎng)
        3.6.1 有限元計(jì)算模型
        3.6.2 圓柱形基礎(chǔ)溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果
    3.7 結(jié)論
4 三種樁靴基礎(chǔ)的豎向極限承載力
    4.1 引言
    4.2 小應(yīng)變有限元方法可靠性驗(yàn)證
    4.3 平底樁靴豎向極限承載力
        4.3.1 有限元計(jì)算模型
        4.3.2 土體強(qiáng)度折減程度及流動(dòng)機(jī)制
        4.3.3 su,T/su0=0.5 豎向極限承載力計(jì)算結(jié)果
        4.3.4 su,T/su0=0.1 豎向極限承載力計(jì)算結(jié)果
    4.4 裙式樁靴豎向極限承載力
        4.4.1 有限元計(jì)算模型
        4.4.2 土體強(qiáng)度折減程度及流動(dòng)機(jī)制
        4.4.3 豎向極限承載力計(jì)算結(jié)果
    4.5 圓柱形樁基礎(chǔ)豎向極限承載力
        4.5.1 有限元計(jì)算模型
        4.5.2 土體強(qiáng)度折減程度及流動(dòng)機(jī)制
        4.5.3 豎向極限承載力計(jì)算結(jié)果
    4.6 結(jié)論
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄 A 論文中符號(hào)的意義和單位
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]全球待發(fā)現(xiàn)油氣資源分布及啟示[J]. 余本善,孫乃達(dá).  中國礦業(yè). 2015(S1)
[2]凍土樁抗壓承載力特性的有限元模擬與分析[J]. 孫文彬.  哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[3]有限元法在樁靴承載力計(jì)算中的應(yīng)用[J]. 王楠,朱龍海,姜?jiǎng)佥x,胡日軍,徐永臣.  海岸工程. 2014(03)
[4]北極地區(qū)油氣資源及勘探潛力分析[J]. 李浩武,童曉光.  中國石油勘探. 2010(03)
[5]多年凍土區(qū)樁基溫度場(chǎng)研究[J]. 熊煒,劉明貴,張啟衡,王志銘.  巖土力學(xué). 2009(06)
[6]寒區(qū)樁基礎(chǔ)的多場(chǎng)耦合分析模型及其應(yīng)用[J]. 吳亞平,朱元林,郭春香,蘇強(qiáng),馬巍.  中國科學(xué)(D輯:地球科學(xué)). 2005(04)
[7]陶瓷/金屬梯度材料瞬態(tài)傳熱的有限差分分析[J]. 朱宗柏,曾憲友,肖金生.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(06)
[8]凍土的蠕變及蠕變強(qiáng)度[J]. 馬巍,吳紫汪,盛煜.  冰川凍土. 1994(02)
[9]加拿大北極西部近海岸多年凍土熱狀況的數(shù)學(xué)模擬[J]. 王保來.  冰川凍土. 1992(03)
[10]凍結(jié)粉砂在常變形速度下的單軸抗壓強(qiáng)度[J]. 朱元林.  冰川凍土. 1986(04)

博士論文
[1]自升式鉆井平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法研究[D]. 林一.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]自升式鉆井平臺(tái)方案設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 王運(yùn)龍.大連理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]北半球末次冰盛期多年凍土分布特征[D]. 萬旭東.蘭州大學(xué) 2015



本文編號(hào)：2901746