本文關(guān)鍵詞：吸入式組合樁在水平和豎向拉力作用下的有限元分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著海洋油氣開發(fā)和海上風(fēng)力發(fā)電的日益興起,海洋工程開始得到迅速發(fā)展,海洋開發(fā)也由近海開始逐漸向深海推進(jìn),隨之而來(lái)的是深海各種地基給施工帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。在深海中,各種新型的浮式結(jié)構(gòu)投入使用,與淺海平臺(tái)所產(chǎn)生的以豎直向下的荷載為主相比,浮式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的是上拔荷載和水平荷載。因此,傳統(tǒng)的以受壓為主的樁基將面臨新的挑戰(zhàn)。近年來(lái),吸入式樁作為一種經(jīng)濟(jì)有效的海洋結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)形式受到廣泛關(guān)注,相對(duì)于傳統(tǒng)的重力式基礎(chǔ)和鋼管樁基礎(chǔ),吸入式樁適用于深海軟粘土和砂土,同時(shí)能夠節(jié)省鋼材的用量、造價(jià)低、工期短和可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),這些特性使其具有更廣闊的發(fā)展空間。吸入式組合樁是由多個(gè)吸入式單樁組合而成,兼有吸入式單樁的優(yōu)點(diǎn)外,同時(shí)還具有調(diào)節(jié)精度更高和更加穩(wěn)固的優(yōu)點(diǎn)。目前,針對(duì)不同荷載共同作用下吸入式組合樁的穩(wěn)定性和受力特性研究及其理論分析等方面仍處于探索階段。因此,對(duì)于吸入式組合樁基礎(chǔ)在不同荷載共同作用下的變形機(jī)理及承載特性開展深入而具體的理論分析和數(shù)值計(jì)算具有重要的科學(xué)意義和工程實(shí)用價(jià)值。本文采用大型有限元軟件ABAQUS進(jìn)行三維非線性數(shù)值分析,采用位移控制的方法,分別對(duì)均質(zhì)軟粘土地基中吸入式組合樁在不同加載模式下的破壞機(jī)制和承載特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明:(1)在豎向上拔荷載作用下的吸入式組合樁,長(zhǎng)徑比越大,樁被拔出時(shí)被帶出的土塞位移越大;不同樁間距的吸入式組合樁帶出的土塞位移相同。(2)在水平拉力荷載作用下,隨著錨系位置的改變,吸入式組合樁會(huì)發(fā)生前傾轉(zhuǎn)動(dòng)破壞、平移滑動(dòng)破壞和后仰轉(zhuǎn)動(dòng)破壞三種不同的失穩(wěn)破壞模式。(3)長(zhǎng)徑比越大,吸入式組合樁的抗拔極限承載力和水平承載力都會(huì)增大;樁間距越大,吸入式組合樁的水平承載力都會(huì)增大,但是抗拔極限承載力不變。(4)隨著長(zhǎng)徑比的增大,吸入式組合樁豎向和水平荷載下的破壞包絡(luò)線呈向外擴(kuò)張的趨勢(shì),表明吸入式組合樁的極限承載力提高;對(duì)比不同樁間距的吸入式組合樁的破壞包絡(luò)線,只有當(dāng)ω45°時(shí),包絡(luò)線才會(huì)向外擴(kuò)張,因此當(dāng)ω45°時(shí)承載力的才會(huì)提升;當(dāng)ω45°時(shí),承載力的提升很小。(5)在同一荷載作用條件下,3種長(zhǎng)徑比和3種樁間距的吸入式組合樁的水平承載力總是最大,荷載作用角度與水平方向夾角為0°時(shí)是吸入式組合樁的最佳荷載作用角度。(6)隨著長(zhǎng)徑比的增大,吸入式組合樁的最佳荷載作用點(diǎn)位置會(huì)發(fā)生上移;隨著樁間距的增大,吸入式組合樁的最佳荷載作用點(diǎn)位置不會(huì)發(fā)生改變。吸入式組合樁水平極限承載力達(dá)到最大時(shí),吸入式組合樁的位移接近于平移。
【關(guān)鍵詞】：吸入式組合樁 有限元法 承載能力 破壞機(jī)制 破壞包絡(luò)線
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU473.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 吸入式樁概況12-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 模型試驗(yàn)研究13-15
• 1.3.2 數(shù)值模擬計(jì)算研究15-17
• 1.4 論文的研究目的和主要內(nèi)容17-20
• 1.4.1 研究目的17-18
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 吸入式組合樁有限元模型分析20-34
• 2.1 計(jì)算方法與數(shù)值實(shí)現(xiàn)20-24
• 2.1.1 ABAQUS簡(jiǎn)介20-22
• 2.1.2 材料非線性問(wèn)題的求解方法22-23
• 2.1.3 接觸非線性問(wèn)題的求解方法23-24
• 2.2 吸入式組合樁有限元模型24-31
• 2.2.1 計(jì)算模型與計(jì)算區(qū)域的確定24-26
• 2.2.2 地基土體變形的本構(gòu)模型26-29
• 2.2.3 樁土接觸相互作用29
• 2.2.4 計(jì)算參數(shù)的選擇29-30
• 2.2.5 網(wǎng)格劃分與設(shè)置30-31
• 2.3 初始地應(yīng)力設(shè)置31-32
• 2.4 承載力確定32-33
• 2.5 小結(jié)33-34
• 第三章 吸入式組合樁極限承載力的有限元模擬計(jì)算34-52
• 3.1 吸入式組合樁的破壞機(jī)制34-43
• 3.1.1 豎向上拔荷載作用下吸入式組合樁的破壞機(jī)制34-38
• 3.1.2 水平荷載作用下吸入式組合樁的破壞機(jī)制38-43
• 3.2 吸入式組合樁極限承載力的有限元分析43-47
• 3.2.1 吸入式組合樁的豎向抗拔極限承載力43-45
• 3.2.2 吸入式組合樁的水平極限承載力45-47
• 3.3 吸入式組合樁的破壞包絡(luò)線特征47-49
• 3.4 小結(jié)49-52
• 第四章 荷載作用點(diǎn)和角度吸入式組合樁承載力與變形的影響52-66
• 4.1 荷載作用角度對(duì)吸入式組合樁極限承載力的影響53-58
• 4.2 荷載作用點(diǎn)對(duì)吸入式組合樁極限承載力的影響58-64
• 4.3 小結(jié)64-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-70
• 5.1 主要結(jié)論66-68
• 5.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文75

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本文編號(hào)：358023