本文選題：被動(dòng)土壓力 + 速率影響系數(shù)　； 參考：《天津大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著人類逐漸加大對(duì)深海能源的開發(fā)利用,大量的基礎(chǔ)設(shè)施需要建立在深海領(lǐng)域,包括海底輸油管線和船舶錨泊系統(tǒng)等,這些結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自身尺寸。傳統(tǒng)的巖土工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要針對(duì)陸上的靜態(tài)建筑物,并不適用于深水環(huán)境中的這類結(jié)構(gòu)物。結(jié)構(gòu)物受到的動(dòng)土壓力與結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)速率、埋置深度以及幾何形狀等因素相關(guān),因而結(jié)構(gòu)物與土相互作用機(jī)理變得十分復(fù)雜,這就需要研究新的計(jì)算方法來確定運(yùn)動(dòng)中結(jié)構(gòu)物受到的土壓力。本文首先開展了拖板模型試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上通過DEM數(shù)值模型模擬分析,取得了如下試驗(yàn)結(jié)論和研究成果:1.拖板模型試驗(yàn)表明,任一拖板速率下,運(yùn)動(dòng)中平板受到的土壓力變化發(fā)展均分為四個(gè)階段,首先是土壓力緩慢增長階段;第二階段是土壓力迅速增長階段;第三階段可理解為由土拱效應(yīng)引起的緩慢增長階段,此階段內(nèi)土壓力達(dá)到峰值;最后是穩(wěn)定發(fā)展階段。相同埋置深度下,平板受到的土壓力隨拖板速率增加而增加;相同拖板速率下,平板受到的土壓力隨埋置深度增加而增加。2.用朗肯土壓力計(jì)算平板受到的靜止土壓力和被動(dòng)土壓力,并將得到的計(jì)算值與試驗(yàn)測(cè)得的土壓力值進(jìn)行比較,證明運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)物受到的土壓力用朗肯土壓力理論計(jì)算是不合理的。在模型試驗(yàn)和前人總結(jié)的理論公式基礎(chǔ)上,擬合出土壓力關(guān)于結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)速度的速率影響系數(shù)和關(guān)于結(jié)構(gòu)物埋置深度的深度影響系數(shù)。同時(shí)引入離散單元法,重點(diǎn)介紹了離散元的基本原理、理論以及解決土壓力問題的可能性與優(yōu)勢(shì)。3.建立三維DEM數(shù)值模型模擬拖板模型試驗(yàn),DEM模型計(jì)算的土壓力變化規(guī)律與試驗(yàn)結(jié)果比較吻合,驗(yàn)證了DEM模型能較好模擬運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)物受到的土壓力變化規(guī)律。4.通過DEM模型,進(jìn)一步驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)速率和埋置深度是影響受擠壓土體的土壓力的重要因素。
[Abstract]:With the increasing development and utilization of deep-sea energy, a large number of infrastructure needs to be built in the deep sea field, including submarine oil pipelines and ship mooring systems, and the moving displacement of these structures is much larger than their own size. The traditional geotechnical engineering foundation design is mainly aimed at static buildings on land and is not suitable for such structures in deep water environment. The dynamic earth pressure of the structure is related to the moving rate of the structure, the depth of the structure and the geometric shape, and so on, so the interaction mechanism between the structure and the soil becomes very complicated. Therefore, a new calculation method is needed to determine the earth pressure on the structure in motion. In this paper, first of all, the trailing plate model test is carried out, and on the basis of this, the DEM numerical model simulation analysis is carried out, and the following experimental results and research results are obtained as follows: 1. The results of trawl model test show that the variation and development of the earth pressure on the plate is divided into four stages: the first stage is the slowly increasing stage of the earth pressure, the second stage is the stage of the rapid growth of the earth pressure, the second stage is the rapid growth stage of the earth pressure. The third stage can be understood as the slow increasing stage caused by the soil arch effect, in which the earth pressure reaches its peak value, and finally the stable development stage. At the same embedding depth, the earth pressure on the flat plate increases with the increase of the trawl speed, and the earth pressure on the flat plate increases with the increase of the buried depth at the same trailing rate. The static earth pressure and passive earth pressure are calculated by Rankine earth pressure, and the calculated values are compared with the measured earth pressure values. It is proved that the calculation of the earth pressure of moving structures by Rankine earth pressure theory is unreasonable. On the basis of model tests and theoretical formulas summarized by predecessors, the coefficient of influence of unearthed pressure on the velocity of structure motion and the coefficient of depth of buried depth of structure are fitted. At the same time, the discrete element method is introduced to introduce the basic principle of discrete element, the theory and the possibility and advantage of solving the earth pressure problem. Three dimensional DEM numerical model was established to simulate the variation law of earth pressure in Dem model. It is verified that the DEM model can well simulate the variation law of earth pressure of moving structure. Through the DEM model, it is further verified that the velocity of structure motion and the depth of burial are the important factors affecting the earth pressure of squeezed soil.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P75;TU432

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本文編號(hào)：1865712