隨著海洋工程的迅速發(fā)展,海上能源的開(kāi)發(fā)逐步由近海向深海推進(jìn)。浮式結(jié)構(gòu)是深海工程中常用的結(jié)構(gòu)形式,一般采用吸力式樁基礎(chǔ)作錨固基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)吸力式樁的研究多采用室內(nèi)小尺寸模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法開(kāi)展,且對(duì)在斜拉荷載作用下鋼管樁承載特性的研究尚處于起步階段。為使研究結(jié)果更符合工程實(shí)際,本文依托山西省“百人計(jì)劃”項(xiàng)目(深海結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ),項(xiàng)目編號(hào):800101-02030017),采用大尺寸鋼管樁模型,基于陣列式位移計(jì)測(cè)試技術(shù)對(duì)鋼管樁在斜拉荷載作用下的承載特性進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn),并結(jié)合數(shù)值模擬分析,探討了不同工況下的破壞特征,針對(duì)不同長(zhǎng)徑比、不同荷載作用角度和作用位置對(duì)鋼管樁承載特性的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究。在本文研究范圍內(nèi),獲得了如下主要結(jié)論:(1)通過(guò)對(duì)5種工況下鋼管樁的室內(nèi)模型試驗(yàn),得到在相同長(zhǎng)徑比條件下,鋼管樁抗斜拉荷載的能力隨著荷載作用角度的增大而減小,而在相同荷載作用角度下,鋼管樁的抗斜拉荷載的能力隨著長(zhǎng)徑比的增加而提高。從破壞特征來(lái)看,5種工況下鋼管樁周?chē)馏w產(chǎn)生不同程度破壞,樁前被動(dòng)側(cè)形成破壞楔形體并隆起一定高度,楔形體上出現(xiàn)若干裂縫,樁后主動(dòng)側(cè)出現(xiàn)沉陷和裂隙。(2)陣列式位移計(jì)技術(shù)在本次試驗(yàn)中得到應(yīng)用,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了樁身在不同荷載作用下的位移狀態(tài),表明在斜拉荷載作用下,樁身位移由平移和轉(zhuǎn)動(dòng)組成。不同的加載條件和樁身參數(shù)下,平移和轉(zhuǎn)動(dòng)位移所占比例有所不同。(3)有限元分析結(jié)果表明,荷載作用位置對(duì)極限承載力的影響與荷載作用角度有關(guān),荷載作用角度≥30°時(shí),荷載作用位置對(duì)鋼管樁在斜拉荷載作用下的極限承載力影響不大。當(dāng)荷載作用角度≤15°時(shí),荷載作用位置對(duì)鋼管樁在斜拉荷載作用下的極限承載力影響較大。斜拉荷載作用在距離樁頂0.8倍樁長(zhǎng)處時(shí),鋼管樁的極限承載力取得最大值。斜拉荷載作用下鋼管樁的極限承載力隨長(zhǎng)徑比的增加而提高。斜拉荷載作用下鋼管樁的極限承載力隨著加載角度的增大而減小。荷載作用角度≤30°時(shí),這種變化明顯。荷載作用角度30°時(shí),這種變化變緩。綜上所述,在工程中采用鋼管樁作為錨固基礎(chǔ)時(shí),建議盡量將系泊位置設(shè)置在樁身下部,采用較小的加載角度,另外,有條件時(shí),優(yōu)先選用長(zhǎng)徑比大的鋼管樁。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：P75
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 模型試驗(yàn)
        1.2.2 理論研究
        1.2.3 數(shù)值模擬
    1.3 論文的研究目的和主要內(nèi)容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 斜拉荷載作用下鋼管樁承載特性的模型試驗(yàn)
    2.1 引言
    2.2 試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容
        2.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        2.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容
    2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.3.1 試驗(yàn)平臺(tái)及加載裝置介紹
        2.3.2 試驗(yàn)測(cè)試裝置
        2.3.3 鋼管樁模型的制作
        2.3.4 地基土的制作與控制
        2.3.5 鋼管樁的貫入
    2.4 位移計(jì)的安裝及試驗(yàn)加載方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 斜拉荷載作用下鋼管樁承載特性的模型試驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.1 荷載—水平位移關(guān)系
    3.2 樁身轉(zhuǎn)角與荷載的關(guān)系
    3.3 鋼管樁模型的極限承載力和破壞特征
        3.3.1 鋼管樁模型的極限承載力
        3.3.2 鋼管樁模型的破壞特征
    3.4 極限承載力與長(zhǎng)徑比、荷載作用角度的關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
第四章 斜拉荷載作用下鋼管樁模型的有限元分析
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算方法與數(shù)值實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 ABAQUS簡(jiǎn)介
        4.2.2 材料非線性問(wèn)題的求解方法
        4.2.3 接觸非線性問(wèn)題的求解方法
    4.3 樁土有限元模型的建立
        4.3.1 計(jì)算模型與計(jì)算區(qū)域的確定
        4.3.2 本構(gòu)模型
        4.3.3 樁土接觸相互作用
        4.3.4 模型參數(shù)的選擇
        4.3.5 網(wǎng)格劃分與設(shè)置
        4.3.6 極限承載力確定
    4.4 數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果及分析
        4.4.1 數(shù)值模擬與試驗(yàn)?zāi)M的荷載—位移曲線對(duì)比分析
        4.4.2 數(shù)值模擬與試驗(yàn)?zāi)M的破壞特征對(duì)比分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 斜拉荷載作用下鋼管樁承載特性的影響因素
    5.1 引言
    5.2 荷載作用位置對(duì)不同長(zhǎng)徑比的鋼管樁的極限承載力的影響
    5.3 荷載作用角度對(duì)不同長(zhǎng)徑比的鋼管樁極限承載力的影響
    5.4 長(zhǎng)徑比對(duì)鋼管樁極限承載力的影響
    5.5 本章小節(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的參與的項(xiàng)目及研究成果目錄

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊貞榮;;關(guān)于微型鋼管樁在處治滑坡工程中的運(yùn)用探討[J];世界有色金屬;2016年22期

2 桑濤;;光伏電站螺旋鋼管樁的應(yīng)用和計(jì)算[J];工程技術(shù)研究;2016年08期

3 茅永德;;用陸上打樁機(jī)打水上斜鋼管樁的施工實(shí)踐[J];建筑施工;2017年05期

4 蔣福昆;;微型鋼管樁在巖溶地區(qū)地基處理中的應(yīng)用[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2011年18期

5 郝峰;張?jiān)品?劉秀芹;;微型鋼管樁復(fù)合土釘墻有限元分析[J];工程勘察;2010年03期

6 肖春錦;;微型鋼管樁用于滑坡治理及理論分析[J];路基工程;2010年04期

7 賴(lài)振榮;微型鋼管樁復(fù)壓處理技術(shù)[J];廣州建筑;2005年03期

8 柴信眾;天津港碼頭改造工程鋼管樁犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)[J];港工技術(shù);2004年02期

9 楊孫勝;大型碼頭鋼管樁外加電流陰極保護(hù)工程實(shí)踐[J];材料保護(hù);1985年05期

10 李德鎳;直立鋼管樁防波堤[J];水運(yùn)工程;1986年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 彭文韜;超長(zhǎng)大直徑鋼管樁豎向承載特性試驗(yàn)分析與預(yù)測(cè)方法研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

2 鄔毛志;利用鋼管樁實(shí)施基礎(chǔ)托換的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張炎飛;斜拉荷載作用下鋼管樁的承載特性及影響因素研究[D];太原理工大學(xué);2018年

2 郭萬(wàn)林;大渡河特大橋深水基礎(chǔ)鋼管樁圍堰設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];長(zhǎng)安大學(xué);2017年

3 劉長(zhǎng)健;洋山三期大型鋼管樁試樁及大型鋼管樁承載力研究[D];清華大學(xué);2009年

4 楊漢臣;微型鋼管樁在邊坡治理中的應(yīng)用及其機(jī)理分析[D];中南大學(xué);2007年

5 李戰(zhàn)強(qiáng);海上風(fēng)機(jī)鋼管樁基礎(chǔ)耐腐蝕性研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

6 任遠(yuǎn);基于ANSYS平臺(tái)微型鋼管樁加固滑坡體的有限元分析[D];成都理工大學(xué);2013年

7 倪敏;大直徑鋼管樁豎向承載能力研究[D];天津大學(xué);2014年

8 師毓嵩;微型鋼管樁復(fù)合土釘墻模型試驗(yàn)及支護(hù)設(shè)計(jì)研究[D];南昌大學(xué);2015年

9 羅萍;土巖結(jié)合地層上微型鋼管樁—錨桿聯(lián)合支護(hù)的應(yīng)用研究[D];青島理工大學(xué);2010年

10 王德華;微型鋼管樁托換在淺層掏土糾偏中的應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2868069