深水井口導(dǎo)管在黏土中的貫入阻力與導(dǎo)管土體界面產(chǎn)生的摩擦疲勞密切相關(guān)。在導(dǎo)管安裝過程中,管土界面會(huì)產(chǎn)生摩擦疲勞,使得導(dǎo)管–黏土界面處的側(cè)摩阻力降低。采用ABAQUS軟件中任意拉格朗日歐拉法(ALE)模擬導(dǎo)管的貫入過程,并通過子程序VUSDFLD和VFRIC來模擬導(dǎo)管土體黏性接觸面的摩擦疲勞效應(yīng),研究了在均質(zhì)黏土和非均質(zhì)黏土中,摩擦疲勞對(duì)導(dǎo)管貫入阻力的影響,以及循環(huán)劃井眼解卡的基本原理。研究結(jié)果表明:由于摩擦疲勞的影響,管土界面之間的黏聚力系數(shù)隨貫入位移逐漸降低并趨近于土體的靈敏度倒數(shù),從而導(dǎo)致單位側(cè)摩阻力降低,在貫入結(jié)束時(shí),均質(zhì)土和非均質(zhì)土中導(dǎo)管總貫入阻力分別減小42.60%,28.48%;導(dǎo)管劃井眼時(shí)的上下循環(huán)運(yùn)動(dòng),增大了土體的"累積剪切位移",使得管土界面之間的摩擦疲勞增大,導(dǎo)管貫入阻力降低,使得"卡住"的導(dǎo)管可以繼續(xù)貫入到設(shè)計(jì)深度。

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圖2導(dǎo)管貫入深度和導(dǎo)管底端經(jīng)過土體某位置的示意圖

h為土體離樁端的距離，R為樁的半徑，n為退化系數(shù)。對(duì)于管樁而言，又對(duì)樁半徑R進(jìn)行修正，即R*=（22oiRR）2，其中，Ro為樁的外徑，Ri為管樁內(nèi)徑[17]。因此，通過對(duì)公式（2）中的進(jìn)行修正，得到一個(gè)含有摩擦疲勞的導(dǎo)管土體黏性接觸面模型[15]：*(/)nhR，(3)式中，n....

圖1噴射下導(dǎo)管示意圖

第8期王騰，等.管土界面摩擦疲勞效應(yīng)對(duì)深水井口導(dǎo)管貫入阻力的影響1533串重量過小，在安裝過程中會(huì)出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，導(dǎo)管無法下至預(yù)定深度[3]。因此，需要正確評(píng)估導(dǎo)管貫入過程中的阻力變化，合理配置管串重量，保證導(dǎo)管下入到設(shè)計(jì)深度。圖1噴射下導(dǎo)管示意圖Fig.1Schematicdia....

圖3考慮摩擦疲勞的黏性接觸面計(jì)算流程圖

1534巖土工程學(xué)報(bào)2020年對(duì)于理想的均質(zhì)黏土，可以在ABAQUS中設(shè)定單一的界面的極限剪應(yīng)力實(shí)現(xiàn)黏性接觸。對(duì)于非均質(zhì)黏土，由于土體的不排水剪切強(qiáng)度隨著深度變化，在ABAQUS中不能設(shè)置隨深度變化的極限側(cè)摩阻力值，也不能考慮管土界面摩擦疲勞效應(yīng)導(dǎo)致的crit隨著導(dǎo)管貫入而不斷變....

圖4簡(jiǎn)化后的導(dǎo)管安裝示意圖

?ALE法），使得網(wǎng)格與物質(zhì)點(diǎn)之間相互脫離，因而即使網(wǎng)格發(fā)生了很大的扭曲變形，ALE法也能使整個(gè)安裝過程中保證高質(zhì)量的網(wǎng)格，保證計(jì)算精度[21]。2.1管土模型（1）幾何參數(shù)根據(jù)導(dǎo)管安裝的實(shí)際過程，將導(dǎo)管安裝問題簡(jiǎn)化一個(gè)軸對(duì)稱模型，如圖4所示。在導(dǎo)管貫入過程中，由于水射流的切割作....

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