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吸力沉箱贯入过程大变形数值模拟研究
| 论文题名： | 吸力沉箱贯入过程大变形数值模拟研究 |
| 关键词： | 吸力沉箱;贯入过程;土体大变形;数值模拟;超孔隙水压力;沉贯阻力 |
| 摘要： | 随着浮式海洋结构物的广泛应用,吸力沉箱基础因其明显优于其他锚泊基础的经济特性,良好的承载能力以及特殊的沉贯方式,成为海洋工程领域前景良好的锚泊系统结构。相比其他类型基础,吸力沉箱较为特殊的是其依靠沉箱内外压差所进行的吸力贯入。正确了解沉箱贯入过程中与周围土体的相互作用对沉箱的设计,承载力预测及现场施工至关重要。 本文针对吸力沉箱贯入过程中沉箱与土体大变形相互作用,基于RITSS理论基础通过有限元分析程序ABAQUS和Pytbon脚本程序进行网格的重构和数据映射的二次开发,对吸力沉箱的自重贯入过程和吸力贯入过程进行了大变形数值模拟研究。分析了初始应力场,土体的渗透系数以及沉箱的直径对沉箱自重贯入过程中土体中的超孔隙水压力,土体中位移,应力,等分布以及贯入阻力的影响,研究了不同负压条件下,沉箱周围土体中的超孔隙水压力分布,应力及土体位移的变化,并将负压贯入过程与自重贯入过程进行了对比。 研究结果表明,沉箱的自重贯入过程中沉箱内外超孔隙水压力呈对称分布,最大超孔隙水压力发生在沉箱端部。当沉箱端部经过某位置后,该处孔压逐渐减小,沉箱端部呈现对称排土,且内外壁侧摩阻力大小基本相同。土体的初始应力对自重贯入过程的孔压分布无影响,渗透系数越大,孔压越小。在沉箱的负压贯入过程中,沉箱内部土体发生隆起,且从轴线向沉箱内壁位移逐渐减小。沉箱内壁阻力大于外壁阻力。与自重贯入相比,负压贯入阻力大于自重贯入阻力。 |
| 作者： | 毋晓妮 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 王腾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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