近年來,隨著深海油氣資源的大力開發(fā),吸力式樁基礎在我國及世界海洋工程中的應用發(fā)展迅猛,其憑借施工方便、造價低廉及可回收利用等顯著優(yōu)勢被廣泛的應用于各種浮式結構的系泊錨固基礎中。該種樁基礎通常由鋼制大圓桶構成。然而由于油氣開發(fā)向深海領域的不斷邁進,新型浮式結構的投入使用對于傳統(tǒng)吸力式樁基礎的承載性能提出了更高的要求,使得單樁的幾何尺寸大大增加,極大提高了運輸和安裝難度、增加了工程造價。吸力式組合三樁基礎的提出可以有效提高樁基礎的整體承載性能,增加基礎整體剛度,并使組合三樁的幾何尺寸趨于合理,重量減輕,方便運輸和安裝,降低工程造價,特別適合作為深海浮式結構的錨固基礎。作為浮式結構錨固基礎的吸力式樁基礎主要在樁身側面承受向上的斜拉荷載。目前,針對此種加載模式組合三樁基礎承載的研究剛剛起步,尚缺乏被廣泛認可的理論體系和計算方法,進行實際工程應用還需要做大量的工作。為此,本文依托太原理工大學的大型土工槽進行了飽和砂土中吸力式組合三樁基礎的大比尺室內(nèi)模型試驗,分析了單樁及組合三樁基礎在斜拉靜荷載作用下的承載特性和破壞機制,并通過ABAQUS有限元分析軟件對模型試驗結果進行了擴展,得出了一些有益的成... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：183 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 吸力式樁概述
        1.2.1 吸力式樁安裝
        1.2.2 吸力式樁發(fā)展概況
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 模型試驗研究
        1.3.2 吸力式樁基礎承載力和變形分析方法
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第二章 砂土中單樁及組合三樁基礎抗斜拉模型試驗技術
    2.1 試驗場地概述
        2.1.1 土工槽概況
        2.1.2 試驗用砂
    2.2 試驗模型構件
        2.2.1 模型樁尺寸參數(shù)
        2.2.2 模型樁材料性能參數(shù)
    2.3 模型試驗裝置
        2.3.1 試驗加載裝置
        2.3.2 吊裝及沉貫裝置
        2.3.3 給排水裝置
        2.3.4 測量裝置及測點布置
    2.4 試驗方案和試驗步驟
        2.4.1 試驗方案
        2.4.2 試驗步驟
        2.4.3 預試驗
        2.4.4 樁身位移及傾角的計算
    2.5 試驗結果初步分析
        2.5.1 單樁基礎試驗初步分析
        2.5.2 三樁基礎試驗初步分析
    2.6 小結
第三章 砂土中單樁及組合三樁基礎抗斜拉承載特性模型試驗結果分析
    3.1 等位移比下樁基礎承載力對比分析
        3.1.1 單樁與三樁等位移比承載性能分析
        3.1.2 不同工況樁基礎等位移比下承載性能分析
    3.2 樁基礎在斜拉荷載下的極限承載力的確定
        3.2.1 極限承載力的確定方法
        3.2.2 位移點及荷載變形曲線的選取
        3.2.3 單樁及三樁極限承載力
    3.3 樁基礎的破壞標準
    3.4 樁身轉角β的分析
        3.4.1 不同荷載作用角度的影響
        3.4.2 不同長徑比的影響
        3.4.3 不同樁間距的影響
    3.5 小結
第四章 砂土中單樁及組合三樁基礎抗斜拉位移及破壞模式的試驗結果分析
    4.1 單樁基礎位移及破壞模式分析
        4.1.1 單樁基礎的樁體平動及轉動分析
        4.1.2 單樁基礎的破壞模式分析
    4.2 三樁基礎位移及破壞模式分析
        4.2.1 三樁基礎的樁體平動及轉動分析
        4.2.2 三樁基礎的破壞模式分析
        4.2.3 三樁基礎的局部變形分析
    4.3 在斜拉荷載作用下單樁及組合三樁基礎破壞機理的初步分析
    4.4 小結
第五章 砂土中單樁及組合三樁基礎抗斜拉承載特性的數(shù)值分析
    5.1 ABAQUS數(shù)值分析方法簡述
    5.2 有限元計算模型
        5.2.1 物理模型
        5.2.2 本構模型
        5.2.3 接觸邊界處理
        5.2.4 材料參數(shù)的選取
        5.2.5 網(wǎng)格劃分、邊界條件及荷載施加
        5.2.6 有限元分析工況
    5.3 有限元結果分析
        5.3.1 有限元分析與試驗結果對比
        5.3.2 斜拉荷載作用下組合三樁基礎破壞機理
        5.3.3 樁間距（B）對組合三樁基礎抗斜拉承載特性的影響
        5.3.4 荷載作用點位置對組合三樁基礎抗斜拉承載特性的影響
    5.4 小結
第六章 砂土中單樁及組合三樁基礎抗斜拉承載力計算方法研究
    6.1 概述
        6.1.1 極限平衡法簡述
        6.1.2 樁的相對剛度分析
    6.2 單樁抗斜拉承載力的極限平衡解法
        6.2.1 單樁豎向極限承載力
        6.2.2 單樁水平極限承載力分析
        6.2.3 單樁抗斜拉極限承載力
    6.3 三樁抗斜拉承載力分析
        6.3.1 三樁的等效直徑
        6.3.2 三樁抗斜拉極限承載力的計算
    6.4 小結
第七章 結論與展望
    7.1 主要研究結論
    7.2 進一步研究建議
參考文獻
致謝
攻讀學位期間參與的課題和發(fā)表的學術論文
論文獨創(chuàng)性說明
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3162022