動(dòng)力貫入儀/錨依靠其自由下落過(guò)程中獲得的動(dòng)能以及自重貫入到海床土中完成測(cè)量和安裝過(guò)程,不需要借助其他外部加載裝置,適合深海環(huán)境中的地質(zhì)勘測(cè)以及深海平臺(tái)的錨固。但是在動(dòng)力貫入過(guò)程中貫入儀和動(dòng)力錨與土體和水之間的相互作用非常復(fù)雜,需要考慮率效應(yīng)以及拖曳阻力影響。因此對(duì)動(dòng)力貫入儀和動(dòng)力錨的受力特性以及相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確分析有助于提高其實(shí)用性以及測(cè)量的準(zhǔn)確性。本文第一部分采用基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics,CFD）的分析軟件ANSYS CFX 17.0,借助動(dòng)網(wǎng)格的大變形分析方法,分別模擬了錐形動(dòng)力貫入儀和球形動(dòng)力貫入儀在均質(zhì)黏土中的貫入過(guò)程。本文提出了薄層單元法來(lái)模擬貫入儀與土體之間的界面摩擦。在CFX模擬中,土體材料采用非牛頓流體來(lái)模擬,其剪切強(qiáng)度受土體切應(yīng)變率的影響（即土體的率效應(yīng)）。通過(guò)模擬貫入儀以不同的速度在黏土中的貫入過(guò)程,研究其所受阻力與貫入速率、土體強(qiáng)度和密度、界面摩擦系數(shù)以及率效應(yīng)參數(shù)之間的關(guān)系,建立了承載力系數(shù)、率效應(yīng)系數(shù)及拖曳系數(shù)的表達(dá)式,并提出了土體不排水抗剪強(qiáng)度的預(yù)測(cè)方法,為動(dòng)力貫入儀測(cè)試數(shù)據(jù)的解析提供依據(jù)。本文第二部分研究了... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 動(dòng)力錨動(dòng)力沉貫的研究現(xiàn)狀
    1.3 動(dòng)力貫入儀的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的研究目的和主要工作
2 數(shù)值模擬方法簡(jiǎn)介
    2.1 大變形有限元模擬方法簡(jiǎn)介
    2.2 基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬方法
    2.3 CFX中土體材料設(shè)置方法
3 動(dòng)力貫入儀的數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 有限元模型簡(jiǎn)介
    3.3 動(dòng)網(wǎng)格的網(wǎng)格變形與分析
    3.4 FFP計(jì)算結(jié)果與討論
        3.4.1 FFP在無(wú)率效應(yīng)土體中的計(jì)算結(jié)果與分析
        3.4.2 FFP在考慮率效應(yīng)土體中的計(jì)算結(jié)果與分析
        3.4.3 土體不排水抗剪強(qiáng)度、率效應(yīng)以及界面摩擦系數(shù)的反演
    3.5 FFB計(jì)算結(jié)果與討論
        3.5.1 FFB在無(wú)率效應(yīng)土體中的計(jì)算結(jié)果與分析
        3.5.2 FFB在考慮率效應(yīng)土體中的計(jì)算結(jié)果與分析
        3.5.3 用FFB反演土體不排水抗剪強(qiáng)度、率效應(yīng)參數(shù)和界面摩擦系數(shù)..
    3.6 結(jié)論
4 帶有推進(jìn)器的動(dòng)力貫入錨在黏土中的貫入深度研究
    4.1 引言
    4.2 推進(jìn)器模型以及數(shù)值模型設(shè)置
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 進(jìn)一步研究方向展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 考慮土體率效應(yīng)情況下FFP的計(jì)算結(jié)果
附錄B 考慮土體率效應(yīng)情況下FFB的計(jì)算結(jié)果
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]板翼動(dòng)力錨水中自由下落過(guò)程數(shù)值模擬[J]. 劉君,張雪琪.  海洋工程. 2017(03)
[2]土體率效應(yīng)對(duì)動(dòng)力錨沉貫深度影響[J]. 劉君,李明治,韓聰聰.  大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]板翼動(dòng)力錨沉貫深度模型試驗(yàn)研究[J]. 韓聰聰,劉君.  海洋工程. 2016(05)
[4]魚(yú)雷錨貫入土體過(guò)程數(shù)值分析[J]. 張金利,郝佳偉.  水利與建筑工程學(xué)報(bào). 2015(04)
[5]新型深水系泊基礎(chǔ)研究進(jìn)展[J]. 國(guó)振,王立忠,李玲玲.  巖土力學(xué). 2011(S2)



本文編號(hào)：3041047