近年來(lái),隨著海洋石油事業(yè)的迅速發(fā)展,作為海上油氣開(kāi)采的重要設(shè)施——海洋平臺(tái)不斷興建,海洋平臺(tái)工程是近海油氣開(kāi)發(fā)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。 目前海上平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了以可靠度理論為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法,但在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面的研究工作進(jìn)展較小,使得海工結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和地基設(shè)計(jì)方法很不協(xié)調(diào),因此運(yùn)用合理的、系統(tǒng)的、可靠度分析方法開(kāi)發(fā)出適用于我國(guó)海域的荷載與抗力系數(shù),是我國(guó)海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)面臨的重要課題。 對(duì)土性參數(shù)進(jìn)行歸檔整理以確定其統(tǒng)計(jì)特性及概型分布是可靠度分析和建立設(shè)計(jì)表達(dá)式的前提。本論文在收集和整理渤海SZ36—1油田現(xiàn)有的勘察鉆孔資料的基礎(chǔ)上,建立起包括環(huán)境荷載、鉆孔信息、土性指標(biāo)及力學(xué)指標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),這一系統(tǒng)不僅可快速而準(zhǔn)確的完成對(duì)鉆孔資料的查詢(xún)與數(shù)據(jù)維護(hù),而且可對(duì)土性參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算和概型分布檢驗(yàn),從而為地基可靠度分析打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 巖土結(jié)構(gòu)物通常占有相當(dāng)?shù)姆秶?所以研究空間的平均特性是最重要。但土性指標(biāo)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)往往是對(duì)鉆孔取樣而言的,試樣的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于土層的某一范圍土體的體積,由此得到的土性參數(shù)屬于“點(diǎn)特性”。本文首先根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果建立了隨機(jī)場(chǎng)模型,實(shí)現(xiàn)了由“點(diǎn)特性”到“空間平均特性”的過(guò)渡,而后根據(jù)隨機(jī)場(chǎng)理論對(duì)SZ36—1油田的土層進(jìn)行分析,得出了相應(yīng)的相關(guān)函數(shù)、相關(guān)距離和方差折減函數(shù)。 可靠度分析的關(guān)鍵是確定穩(wěn)定性的計(jì)算模式。論文在分析數(shù)據(jù)資料并結(jié)合以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立起海工結(jié)構(gòu)物淺基礎(chǔ)的穩(wěn)定計(jì)算模式、樁基礎(chǔ)的豎向承載力計(jì)算模式,對(duì)SZ36—1油田已建和擬建的固定式、自升式平臺(tái)的地基進(jìn)行可靠度分析,從可靠度角度對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià);對(duì)渤海中已建和擬建的樁基工程進(jìn)行可靠度分析,從可靠度角度對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),檢驗(yàn)API規(guī)范規(guī)定的樁基承載力分項(xiàng)系數(shù)對(duì)渤海油田樁基設(shè)計(jì)的適用性,并給出推薦值。 在工程實(shí)際中,往往存在著很多不定因素,致使結(jié)構(gòu)的響應(yīng)是隨機(jī)的。這樣,在可靠度分析中面臨的不再是確定性的而是不確定性的問(wèn)題,可靠度分析就是綜合各個(gè)變量的不確定性來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的承載力。對(duì)于大型或較復(fù)雜的結(jié)構(gòu),往往必須依賴(lài)于數(shù)值解法,隨機(jī)有限元法將成為有力的工具。論文編制了隨機(jī)有限元計(jì)算程序,分析在工作應(yīng)力狀態(tài)下地基土中的應(yīng)力分布、變形情況及其各自變異性的分布規(guī)律,進(jìn)而計(jì)算出地基中各點(diǎn)的可靠度指標(biāo)和安全系數(shù)。為了進(jìn)一步得到地基的整體可靠度指標(biāo),論文提出了尋找地基失效模式的方法,根據(jù)地基中可能產(chǎn)生的滑動(dòng)線及計(jì)算的點(diǎn)可靠度指標(biāo)計(jì)算地基的整體可靠度。 在以上分析的基礎(chǔ)上,對(duì)其它海域工程的地基可靠度分析方法提出了指導(dǎo)性的建議,為推動(dòng)我國(guó)海洋工程的地基基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)用可靠度方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的進(jìn)程做出了貢獻(xiàn)。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2001
【中圖分類(lèi)】：TU470.3;P75
【部分圖文】：

海洋工程地基可靠度分析系統(tǒng)記錄操作部分?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析部分圖形顯示部分圖2一1系統(tǒng)的組成【海洋工程地基可靠度分析系統(tǒng)】擁有良好的人機(jī)交互界面(見(jiàn)圖2一2)，用戶可以在屏幕提示及系統(tǒng)幫助下很快的熟悉系統(tǒng)組成及功能，并可以輕松、直觀、簡(jiǎn)便的完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，如，對(duì)數(shù)據(jù)記錄的查詢(xún)、添加、修改、刪除、計(jì)算分析、繪圖等。a系統(tǒng)啟動(dòng)窗體圖2一2b系統(tǒng)界面的組成友好的人機(jī)交互界面2，3【海洋工程地基可靠度分析系統(tǒng)】的功能【海洋工程地基可靠度分析系統(tǒng)】具有以下功能:(見(jiàn)圖2一3)1、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作:添加、修改、查詢(xún)、刪除記錄等(見(jiàn)圖2一4)。2、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中鉆孔記錄的查詢(xún)功能:包括按鉆孔編號(hào)查詢(xún)和按土層分布查詢(xún)(見(jiàn)圖2一5)。

·驗(yàn)分檢算詳數(shù)計(jì)統(tǒng)參記錄修改記錄添加圖2一3系統(tǒng)功能框圖a.記錄操作下拉菜單b.’修改鉆孔記錄c.刪除鉆孔記錄d.添加鉆孔記錄圖2一4系統(tǒng)的記錄操作功能3、可以在用戶的參與下按要求完成對(duì)指定字段(土性參數(shù)、土層特性等)、既定土層范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作。比如求平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等。用戶可方便的在屏幕提示及對(duì)話框的引導(dǎo)卜，完成計(jì)算和查詢(xún)計(jì)算結(jié)果的操作。并且可以按照要求直觀地看到被統(tǒng)計(jì)字段的數(shù)據(jù)分布條形圖(見(jiàn)圖2一6)。

天津大學(xué)博士論文4、實(shí)現(xiàn)了對(duì)被統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分布進(jìn)行分布檢驗(yàn)的功能(見(jiàn)圖2一7)。其一、以條形圖的方式顯示數(shù)據(jù)的分布規(guī)律，從圖形縱坐標(biāo)可知數(shù)據(jù)分布在各區(qū)間的個(gè)數(shù)。其二、用正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布、極值l型分布對(duì)條形圖進(jìn)行擬合。給出擬合曲線圖。a按鉆孔編號(hào)查詢(xún)b按土層查詢(xún)圖2一5系統(tǒng)的查詢(xún)功能圖2一6數(shù)據(jù)分布條形圖
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本文編號(hào)：2850814