本文關(guān)鍵詞：考慮粘土空間變異性的樁靴基礎(chǔ)承載力失效包絡(luò)面研究

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【摘要】：研究鉆井平臺(tái)樁靴基礎(chǔ)的承載力和失效機(jī)理等性能是設(shè)計(jì)高效、安全和適用的鉆井平臺(tái)的重要前提和保證。但海底土層分布復(fù)雜,海洋鉆井平臺(tái)同時(shí)需承受風(fēng)暴、海浪、自重等多元隨機(jī)荷載的作用,所以研究復(fù)雜海床中鉆井平臺(tái)基礎(chǔ)在多元隨機(jī)荷載作用下的承載力和失效機(jī)理是保證其安全性的重要內(nèi)容。而通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和離心機(jī)試驗(yàn)進(jìn)行此課題的研究非常困難,所以本文擬發(fā)展隨機(jī)有限元方法研究復(fù)雜海床中多元荷載作用下鉆井平臺(tái)樁靴基礎(chǔ)的穩(wěn)定性等問題。本文將基于空間隨機(jī)場(chǎng)理論、蒙特卡洛模擬與有限元法相結(jié)合的隨機(jī)有限元法,研究粘土空間變異性和多向組合荷載作用對(duì)承載力失效包絡(luò)面、失效機(jī)理、失效概率、安全系數(shù)和激發(fā)抗剪強(qiáng)度等的影響�；贏BAQUS非線性有限元程序建立了樁靴及地基土有限元模型,將有限元中承載力結(jié)果與文獻(xiàn)中數(shù)值模擬、理論研究及離心機(jī)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證,將粘土不排水抗剪強(qiáng)度隨機(jī)場(chǎng)映射到有限元模型,通過隨機(jī)有限元分析獲得了樁靴豎向、水平向和彎矩向承載力系數(shù)隨位移變化曲線,將其與正常固結(jié)均質(zhì)土中承載力進(jìn)行對(duì)比,分析了空間變異性粘土中樁靴周圍地基土位移矢量圖和等效塑性應(yīng)變?cè)茍D與正常固結(jié)均質(zhì)土結(jié)果的差異,并且研究了粘土變異性對(duì)其失效機(jī)理的影響。利用固定位移比加載法獲得400個(gè)樁靴承載力失效包絡(luò)面,根據(jù)它們排序后獲得的概率失效包絡(luò)面進(jìn)行擬合,建立了空間變異性粘土中樁靴在多向荷載作用下的承載力包絡(luò)面模型�；谔摴υ硖岢隽思ぐl(fā)抗剪強(qiáng)度的公式,研究了粘土抗剪強(qiáng)度變異系數(shù)對(duì)樁靴承載力的影響。結(jié)果顯示,隨著粘土抗剪強(qiáng)度變異系數(shù)不斷增大,將導(dǎo)致激發(fā)抗剪強(qiáng)度均值的減小和激發(fā)抗剪強(qiáng)度變異系數(shù)的增大,激發(fā)抗剪強(qiáng)度的變化進(jìn)而又造成承載力均值的減小和承載力變異系數(shù)的增大。基于樁靴承載力的累積概率分布計(jì)算其失效概率與安全系數(shù)指標(biāo)。對(duì)比了目前規(guī)范中安全系數(shù)規(guī)定的差異,并且發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)采用規(guī)范中單一安全系數(shù)的可靠度差異較大,甚至可能不滿足目標(biāo)失效概率的要求。
【關(guān)鍵詞】：樁靴基礎(chǔ) 粘土 空間變異性 承載力失效包絡(luò)面 失效概率 隨機(jī)有限元分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE951
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題來源及研究目的與意義9-12
• 1.1.1 課題來源9-10
• 1.1.2 研究目的與意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析12-17
• 1.2.1 鉆井平臺(tái)與事故原因分析12-13
• 1.2.2 樁靴基礎(chǔ)承載力研究13-15
• 1.2.3 樁靴基礎(chǔ)失效機(jī)理研究15
• 1.2.4 粘土變異性對(duì)基礎(chǔ)承載力影響研究15-16
• 1.2.5 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡析16-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17
• 1.4 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)17-19
• 第2章 樁靴基礎(chǔ)與地基土隨機(jī)有限元模型19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 三維隨機(jī)場(chǎng)理論19-23
• 2.3 隨機(jī)有限元模型23-31
• 2.3.1 正常固結(jié)均質(zhì)土的材料特性23-24
• 2.3.2 空間變異性粘土的材料特性24-25
• 2.3.3 隨機(jī)有限元方法25-29
• 2.3.4 有限元模型29-31
• 2.4 正常固結(jié)均質(zhì)土中失效機(jī)理及承載力31-34
• 2.4.1 樁靴基礎(chǔ)失效機(jī)理31-33
• 2.4.2 樁靴基礎(chǔ)承載力系數(shù)33-34
• 2.5 有限元分析結(jié)果驗(yàn)證34-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 樁靴失效機(jī)理及承載力失效包絡(luò)面37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 樁靴失效機(jī)理37-41
• 3.2.1 樁靴周圍地基土位移矢量圖37-39
• 3.2.2 等效塑性應(yīng)變?cè)茍D39-41
• 3.3 空間變異性粘土中樁靴承載力41-45
• 3.4 承載力失效包絡(luò)面45-55
• 3.4.1 承載力失效包絡(luò)面的數(shù)值方法45-51
• 3.4.2 承載力包絡(luò)面的置信度及其概率模型51-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第4章 粘土變異性對(duì)承載力的影響57-75
• 4.1 引言57
• 4.2 不排水抗剪強(qiáng)度的變異系數(shù)的選取57
• 4.3 承載力及失效概率57-65
• 4.3.1 抗剪強(qiáng)度變異系數(shù)對(duì)承載力影響57-59
• 4.3.2 失效概率及安全系數(shù)59-64
• 4.3.3 對(duì)比規(guī)范中安全系數(shù)64-65
• 4.4 激發(fā)抗剪強(qiáng)度65-72
• 4.4.1 激發(fā)抗剪強(qiáng)度簡介65-66
• 4.4.2 基于虛功原理的激發(fā)抗剪強(qiáng)度66-69
• 4.4.3 激發(fā)抗剪強(qiáng)度的概率密度分布69-70
• 4.4.4 分位值法70-72
• 4.5 激發(fā)的土體體積72-73
• 4.6 本章小結(jié)73-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-84
• 致謝84

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8 李\，

本文編號(hào)：1035534