本文關(guān)鍵詞：自升式鉆井船樁靴承載能力研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 自升式鉆井船是一種機動、高效、作業(yè)穩(wěn)定的海上工程船,既能自升,又能遷航,具有性能好、功能強、通用性好等優(yōu)點,近年來被廣泛應(yīng)用于海上平臺的建造和維護、海底管線的鋪設(shè)和維修、海上油井的鉆探等許多海上石油工程。自升式鉆井船的重要技術(shù)特點是采用尺寸相對較大的獨立大樁靴,就位時插樁、遷航時拔樁是發(fā)揮其特點和優(yōu)勢的基本前提。如何控制樁靴入泥深度,使其既滿足承載力要求又能安全拔樁,是亟待解決的關(guān)鍵問題。 本文綜合利用有限元數(shù)值模擬和經(jīng)典土力學(xué)理論兩種方法,對樁靴基礎(chǔ)的豎向承載力進行研究,并對鉆井船樁靴尺寸、土體特性參數(shù)的影響進行分析。具體的研究工作包括以下幾個方面: 1、總結(jié)目前國內(nèi)外對自升式鉆井船的研究現(xiàn)狀; 2、采用經(jīng)典土力學(xué)極限承載力理論研究樁靴承載能力,討論均質(zhì)土和層狀土中樁靴承載力計算方法以及穿刺可能性分析方法,考慮樁靴入泥的動態(tài)過程,在樁土相互作用下,分析不同土質(zhì)下樁靴入泥深度的計算方法。 3、采用ABAQUS有限元法,考慮樁土接觸面作用,分析豎向荷載作用下樁靴基礎(chǔ)的承載力。研究鉆井船樁靴尺寸、土體特性參數(shù)(包括粘聚力、彈性模量、內(nèi)摩擦角)、摩擦系數(shù)等各種因素對樁靴貫入阻力的影響規(guī)律,以及貫入阻力隨入泥深度的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,將流固耦合的數(shù)值方法引入到樁土相互作用的分析中,進一步研究貫入阻力與入泥深度關(guān)系以及壓樁結(jié)束后孔隙水壓力的變化規(guī)律。 4、以渤海五號鉆井船為例,在預(yù)壓荷載21MN作用下,對比理論計算與有限元分析兩種方法的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)二者能夠較好的吻合,從而證明ABAQUS有限元分析的可行性。
【關(guān)鍵詞】：自升式鉆井船 樁靴 入泥 承載力 ABAQUS
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：U674.3
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 概述8-9
• 1.2 自升式鉆井船的發(fā)展9-10
• 1.3 自升式鉆井船的主要裝置10-12
• 1.4 研究課題的工程背景及意義12-13
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容和方法13-15
• 第二章 自升式鉆井船樁靴承載能力分析15-34
• 2.1 概述15
• 2.2 自升式鉆井船受荷分析15-16
• 2.2.1 海洋工程地質(zhì)的特點15-16
• 2.2.2 自升式鉆井船的荷載16
• 2.3 淺基礎(chǔ)破壞理論16-18
• 2.4 自升式鉆井船在單一地層中地基承載能力計算18-20
• 2.5 自升式鉆井船在層狀地基上承載能力計算及穿刺分析20-26
• 2.5.1 一般層狀地基承載能力的計算20-21
• 2.5.2 硬殼層情況下地基承載能力的計算分析方法21-25
• 2.5.3 穿刺分析25-26
• 2.6 預(yù)壓分析26-27
• 2.6.1 預(yù)壓的作用26-27
• 2.6.2 地基穩(wěn)定性分析27
• 2.7 自升式鉆井船樁靴入泥分析27-33
• 2.7.1 樁靴入泥的基本過程27-29
• 2.7.2 樁靴入泥的組成29-30
• 2.7.3 樁靴入泥深度的估算方法30-31
• 2.7.4 樁靴入泥深度計算分析舉例31-33
• 2.8 本章小結(jié)33-34
• 第三章 考慮樁土相互作用的樁靴承載能力數(shù)值研究34-61
• 3.1 概述34-35
• 3.2 ABAQUS 中土的彈塑性模型35-39
• 3.2.1 Mohr-Coulomb 模型36
• 3.2.2 Drucker-Prager 模型36-38
• 3.2.3 Drucker-Prager 與Mohr-Coulomb 模型轉(zhuǎn)換關(guān)系38-39
• 3.3 ABAQUS 對非線性問題的處理39-40
• 3.4 樁土接觸問題的模擬40-44
• 3.4.1 接觸面間的相互作用40-41
• 3.4.2 主面與從面的概念41-42
• 3.4.3 接觸算法42-44
• 3.5 初始應(yīng)力場的模擬44
• 3.6 土體邊界尺寸的確定44-45
• 3.7 土體流動狀態(tài)分析45-46
• 3.8 彈塑性有限元計算46-49
• 3.8.1 基本假定46-47
• 3.8.2 有限元數(shù)值模型47-49
• 3.9 極限承載力公式和數(shù)值計算結(jié)果49-50
• 3.10 單層粘土數(shù)值計算結(jié)果與討論50-53
• 3.10.1 貫入阻力隨入泥深度的變化50-51
• 3.10.2 粘土特性參數(shù)的影響51-53
• 3.10.3 鉆井船樁靴尺寸的影響53
• 3.11 雙層粘土穿刺數(shù)值計算與討論53-57
• 3.11.1 上層土相對厚度的影響56
• 3.11.2 上下土層相對強度的影響56-57
• 3.12 引入流固耦合的數(shù)值分析57-61
• 3.12.1 模型參數(shù)57
• 3.12.2 計算結(jié)果與討論57-61
• 第四章 實例分析61-66
• 4.1 概述61-64
• 4.2 計算結(jié)果討論64-66
• 4.2.1 有限元模型64
• 4.2.2 計算結(jié)果64-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-68
• 5.1 結(jié)論66-67
• 5.2 有待于進一步研究的問題67-68
• 參考文獻68-71
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明71-72
• 致謝72

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