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钻井船插桩及对邻近桩影响CEL仿真若干问题研究
| 论文题名： | 钻井船插桩及对邻近桩影响CEL仿真若干问题研究 |
| 关键词： | 钻井船;插桩力;邻近桩;CEL仿真 |
| 摘要： | 自升式钻井船在插桩过程中涉及到插桩力及对邻近桩的影响等评价问题，本文在已有工作的基础上，利用耦合拉格朗日-欧拉有限元方法（CEL方法），对钻井船在自由场地插桩及有邻近桩场地插桩的过程进行了模拟，通过以下几方面的工作，得到相关结论： 首先，利用 CEL有限元方法，对钻井船在粘土、砂土、粘土下覆砂土、砂土下覆粘土及成层土场地插桩过程进行数值模拟，并将计算出的贯入阻力与离心试验结果比较，结果表明：（1）对于不同土层的场地，有限元模型中欧拉区域范围对计算贯入阻力几乎没有影响。（2）有限元建模时靠近桩靴部分设置为细网格区域，以外区域设置为粗网格区域，对于不同土层场地，减小细网格尺寸及增大细网格范围可以减小计算贯入阻力的振荡情况，经比较，细网格尺寸建议取0.05倍桩靴直径，细网格范围建议取2倍桩靴直径。（3）采用位移控制模拟钻井船插桩时，桩靴贯入速率对粘土场地的计算贯入阻力影响较小，对砂土下覆粘土场地的计算贯入阻力影响很大，对一般成层土场地的计算贯入阻力有一定影响，经比较总结，建议在研究钻井船在不同土层场地的计算贯入阻力时，有限元模型的桩靴贯入速率取0.2m/s。在此基础上，利用CEL方法模拟了1g模型试验的插桩过程，对模型进行了不同的网格划分，将得到的计算贯入阻力振荡情况进行比较，验证了上述结论。 然后，利用 CEL方法对钻井船插桩对邻近桩的影响进行分析，探究较为合理的欧拉体深度设置方法。在已有工作的基础上，改变邻近桩桩长、桩靴与邻近桩间距以及土层情况，讨论不同的欧拉体深度设置对计算结果的影响。结果表明：当CEL有限元模型中欧拉区域设置为泥面至插桩深度以下0.5倍桩靴直径处时，基本可以得到较为合理的计算结果。 最后，利用满足p-y关系的非线性地基梁模型，对插桩条件下邻近桩桩身的受力情况进行分析，建立控制方程进行求解，发现计算结果与离心试验结果比较吻合。在此基础上，对1g模型试验的邻近桩桩身受力进行分析，初步给出了桩身受力分布曲线。 |
| 作者： | 戴笑如 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 王建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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