【摘要】：目前,海洋平臺和海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備大多數(shù)采用樁基礎(chǔ)和吸力錨作為其基礎(chǔ)形式,尤其是風(fēng)電設(shè)備中的樁基礎(chǔ)大多是直徑超過3米的大直徑鋼管樁。海上環(huán)境比較惡劣,受到的荷載也比較復(fù)雜,為了保證上部平臺結(jié)構(gòu)能正常工作,樁基礎(chǔ)必須能承受一定的水平荷載和豎向荷載。因此在施工之前對樁基礎(chǔ)的承載力進(jìn)行分析是設(shè)計的必要環(huán)節(jié)。海洋平臺中傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)水平承載力通常采用美國API規(guī)范中的p-y曲線法進(jìn)行計算,但是p-y曲線法是根據(jù)墨西哥海域直徑為0.6m的樁基礎(chǔ)的現(xiàn)場試樁資料分析得來的。因此p-y曲線法能否適用于直徑超過3m的大直徑樁的水平承載力的計算有待于研究。為了解決這一問題,本文采用有限元法和p-y曲線法對大直徑樁的水平承載力進(jìn)行分析。 首先,簡述了橫向荷載下樁基礎(chǔ)的破壞形式以及樁的撓曲線微分方程。概括總結(jié)了樁基礎(chǔ)水平承載力的理論研究方法,并對各種方法的適用范圍和優(yōu)缺點進(jìn)行說明。 其次,介紹了Plaxis 3D Foundation有限元軟件的基本功能和計算過程中土體采用的模型。利用有限元軟件分析了不同直徑的樁基礎(chǔ)在水平荷載下的受力性狀和樁身的變形情況。 最后,將有限元計算結(jié)果與p-y曲線法的計算結(jié)果進(jìn)行對比,通過不同類型的樁在水平荷載作用下兩種計算結(jié)果的差別,分析了造成兩種計算結(jié)果差別的主要原因。
【圖文】：

圖 1-1 海洋平臺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式(1)重力式基礎(chǔ)：重力式基礎(chǔ)是將質(zhì)量非常大的塊體（混凝土或鋼）沉到海底，利用其自身重力抵抗平臺受到的水平荷載和豎向荷載。重力式基礎(chǔ)主要應(yīng)用于重力式平臺，通常作為淺基礎(chǔ)使用，工作水深為 100~200m。它適用于非常硬的粘土土質(zhì)、粉砂質(zhì)粘土以及土質(zhì)情況不穩(wěn)定或者存在一定的塌陷的土層。在這樣的地質(zhì)情況下樁基礎(chǔ)的承載力較低，因此常用重力式基礎(chǔ)。在重力式基礎(chǔ)設(shè)計時除考慮基礎(chǔ)抗拉承載力之外，還需要考慮基礎(chǔ)的抗傾覆力[3]。重力式基礎(chǔ)設(shè)計計算比較簡單，安裝技術(shù)難度低，所以在海洋工程發(fā)展的初期它被廣泛地用在各種海洋平臺中。隨著深海油氣的開發(fā)，由于它承載效率低、經(jīng)濟(jì)成本高、適用水深較低、運輸困難及無法實現(xiàn)回收再利用等，目前的海洋結(jié)構(gòu)物中已經(jīng)很少使用重力式基礎(chǔ)作為其基礎(chǔ)形式[4]。(2)沉墊式基礎(chǔ)：沉墊基礎(chǔ)通常作為坐底式平臺和自升式平臺的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，平臺結(jié)構(gòu)下部為沉

第一章 緒論(1)重力式基礎(chǔ)重力式基礎(chǔ)與海洋平臺的重力式基礎(chǔ)類似都是由鋼筋混凝土材料或者鋼材料制作而成。此類基礎(chǔ)體積比較龐大、重量可達(dá) 1800t，，依靠其自身重力保持風(fēng)機的穩(wěn)定�；A(chǔ)的深度為 4~8m，一般用于水深小于 10m的淺海水域中。重力式基礎(chǔ)通常在岸邊干船塢中制好，然后運送至安裝地點，安裝之前需要對地基進(jìn)行一定的處理[9]。重力式基礎(chǔ)的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)效益高。缺點在于對地基要求較高、受海床沖刷影響較大、連接成本高，并且隨著水深的增加經(jīng)濟(jì)性逐漸降低，安裝成本反而超過其它基礎(chǔ)類型。目前丹麥Middelgrunden 、Nysted-II Lolland、Vindeby等采用重力式基礎(chǔ)作為風(fēng)機的基礎(chǔ)[10]。
【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】：2012
【分類號】：P752

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本文編號：2617561