基于Randolph-Quiggin非線性管土作用模型,借助ABAQUS Subroutine功能中的User Defined Element(UEL)拓展模塊創(chuàng)建鋼懸鏈線立管觸地單元,研究了頂端垂蕩激勵(lì)下立管觸地段動(dòng)力響應(yīng)特性。通過(guò)與模型試驗(yàn)結(jié)果比較分析,驗(yàn)證了開發(fā)的數(shù)值分析模型的合理性,并討論了其相較傳統(tǒng)線性管土作用模型體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)。開展參數(shù)敏感性分析,深入探討了立管頂端垂蕩幅值及周期對(duì)溝槽形狀、立管位移及彎矩響應(yīng)等的影響效應(yīng)。

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【部分圖文】：

圖1R-Q模型P-y曲線

Ρ2=-fsucΡ1?????????(8)y1-y3=μsepD?????????(9)(y2-y3)/(y1-y3)=λsuc?????????(10)圖2線性模型P-y曲線

圖2線性模型P-y曲線

圖1R-Q模型P-y曲線式中:μsep為管土分離的最大距離因子;λsuc為最大吸力出現(xiàn)位置因子。

圖3立管模型與觸地單元連接示意圖

本文基于通用有限元軟件平臺(tái)ABAQUS模擬管土相互作用,采用梁?jiǎn)卧M立管,自定義觸地單元模擬海床。觸地單元實(shí)質(zhì)為非線性彈簧,彈簧剛度根據(jù)P-y曲線得到。建模示意圖如圖3所示,在梁?jiǎn)卧?jié)點(diǎn)處定義觸地單元。借助ABAQUSSubroutine功能進(jìn)行二次開發(fā),使用FORTRAN語(yǔ)....

圖5立管嵌入深度比較

圖6為4個(gè)彎矩監(jiān)測(cè)點(diǎn)的彎矩隨循環(huán)次數(shù)的變化曲線,中部為試驗(yàn)結(jié)果,左側(cè)和右側(cè)分別為R-Q模型和線性模型模擬結(jié)果。無(wú)論是線性模型還是R-Q模型,在彎矩的量值方面與試驗(yàn)值相差不大,但是在變化趨勢(shì)上,試驗(yàn)中4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的彎矩均值在200個(gè)循環(huán)中有緩慢增加的趨勢(shì),R-Q模型給出的結(jié)果能夠很好....

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