如今隨著石油等不可再生資源的緊缺,世界各國開始向海洋尋求資源,海上自升式鉆井平臺在石油開采的過程中扮演著重要的角色,為了自升式平臺的重復利用,在作業(yè)結束后,其平臺會將樁靴和樁腿同時上拔,然后移至下一地點繼續(xù)作業(yè)。目前關于樁靴的研究主要集中于樁靴貫入下壓,關于樁靴上拔的研究還相對較少。本文基于有限元方法、隨機場理論和蒙特卡洛模擬建立了隨機有限元模型,研究樁靴上拔的影響因素、上拔阻力的構成、上拔阻力公式的修正、空間變異性黏土對樁靴上拔的影響。本文基于大型有限元軟件ABAQUS建立了樁靴上拔的有限元模型,采用修正劍橋模型,考慮了樁靴上拔的孔隙水壓力與有效應力的變化,并且與離心機實驗結果進行對比驗證。通過編程的方法將樁靴所受的上部阻力、下部阻力、孔隙水壓力、有效應力求出,對可能影響樁靴上拔的各向等壓固結試驗參數λ、回彈參數κ、破壞常數M、泊松比v、初始孔隙比e、上拔速率進行了參數分析,研究它們變化時對上拔阻力的影響的大小以及變化趨勢。研究土體的回流情況、荷載位移曲線、應力分布云圖,對水平錨的上拔公式進行修正使其可應用于樁靴上拔阻力的計算,并通過計算本文所建模型驗證其具有一定可靠性。發(fā)現樁靴上拔過程中,超孔隙水壓力是上拔阻力增加的主要因素,且超孔壓的分布并不均勻。通過塑性指數跟劍橋模型參數的關系,建立關于塑性指數的隨機場,對隨機場和均質土的樁靴上拔的結果進行對比分析,研究隨機土中樁靴上拔的失效機理,觀察其超孔壓和有效應力的變化,取代表性節(jié)點進行分析,對比隨機土和均質土應力分布的異同�；诿商乜迥M對樁靴上拔進行了空間變異性研究,統(tǒng)計性分析空間變異性的作用,對上拔阻力的最大值和最小值進行分析,研究上拔阻力、上部阻力、下部阻力的分布和擬合函數,并用95%置信水平的卡方檢驗值進行卡方檢驗。黏土的空間變異性對樁靴上拔阻力有較大影響,較強的空間變異性將降低上拔阻力。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U674.38
【部分圖文】：

化與構成的能力。同時，自升式平臺之間也近安裝新的鉆井平臺要考慮和驗算很多方面有空間變異性，這就導致了不同位置的黏土上拔會造成不可預知的影響，而對于現場試變異性的研究會有一定的困難，本文將空間擬、有限元法相結合，進行樁靴上拔的空間阻力的各組成部分的變化特性，研究上拔過置在土中，會與土發(fā)生相互作用。在上拔力力、吸附力、側面阻力等三部分的影響，而樁過程中水壓的變化很大，由其造成的吸附程中吸附力的準確確定還有很大挑戰(zhàn)。目前的計算公式，這對實際工程造成了一定的困US 對自升式平臺的樁靴上拔進行模擬，考三維模型，考慮了不同因素對上拔力的影響中的變化，對工程實踐有著指導意義。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文 固結曲線坐標系上 lnp=0 處的孔隙比為 2.118，p 的單位為 kPa。本文模流體重度即為水的重度，取 10000 N/m3。土體單元采用特殊的位移/孔壓。土體具體采用的參數與 Purwana 實驗所測參數一致，如表 2-1。由已知數據，可得土體側壓力系數 K0=0.609，臨界狀態(tài)有效應力=0.989。表 2-1 有限元模型土體參數p有效重度γ（kN/m3）滲透系數k（m/s）有效內摩擦角 φ′（°）λ κ初始孔隙比 e泊松比 5 6 2×10-823 0.244 0.053 3.35 0.33.2 模型建立

（kN/m3）k（m/s）角 φ′（°）隙比 e 45 6 2×10-823 0.244 0.053 3.35 0.32.3.2 模型建立圖 2-1 樁靴基礎模型尺寸
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本文編號：2849979