如今隨著石油等不可再生資源的緊缺,世界各國(guó)開(kāi)始向海洋尋求資源,海上自升式鉆井平臺(tái)在石油開(kāi)采的過(guò)程中扮演著重要的角色,為了自升式平臺(tái)的重復(fù)利用,在作業(yè)結(jié)束后,其平臺(tái)會(huì)將樁靴和樁腿同時(shí)上拔,然后移至下一地點(diǎn)繼續(xù)作業(yè)。目前關(guān)于樁靴的研究主要集中于樁靴貫入下壓,關(guān)于樁靴上拔的研究還相對(duì)較少。本文基于有限元方法、隨機(jī)場(chǎng)理論和蒙特卡洛模擬建立了隨機(jī)有限元模型,研究樁靴上拔的影響因素、上拔阻力的構(gòu)成、上拔阻力公式的修正、空間變異性黏土對(duì)樁靴上拔的影響。本文基于大型有限元軟件ABAQUS建立了樁靴上拔的有限元模型,采用修正劍橋模型,考慮了樁靴上拔的孔隙水壓力與有效應(yīng)力的變化,并且與離心機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。通過(guò)編程的方法將樁靴所受的上部阻力、下部阻力、孔隙水壓力、有效應(yīng)力求出,對(duì)可能影響樁靴上拔的各向等壓固結(jié)試驗(yàn)參數(shù)λ、回彈參數(shù)κ、破壞常數(shù)M、泊松比v、初始孔隙比e、上拔速率進(jìn)行了參數(shù)分析,研究它們變化時(shí)對(duì)上拔阻力的影響的大小以及變化趨勢(shì)。研究土體的回流情況、荷載位移曲線(xiàn)、應(yīng)力分布云圖,對(duì)水平錨的上拔公式進(jìn)行修正使其可應(yīng)用于樁靴上拔阻力的計(jì)算,并通過(guò)計(jì)算本文所建模型驗(yàn)證其具有一定可靠性。發(fā)現(xiàn)樁靴上拔過(guò)程中,超孔隙水壓力是上拔阻力增加的主要因素,且超孔壓的分布并不均勻。通過(guò)塑性指數(shù)跟劍橋模型參數(shù)的關(guān)系,建立關(guān)于塑性指數(shù)的隨機(jī)場(chǎng),對(duì)隨機(jī)場(chǎng)和均質(zhì)土的樁靴上拔的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,研究隨機(jī)土中樁靴上拔的失效機(jī)理,觀察其超孔壓和有效應(yīng)力的變化,取代表性節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析,對(duì)比隨機(jī)土和均質(zhì)土應(yīng)力分布的異同。基于蒙特卡洛模擬對(duì)樁靴上拔進(jìn)行了空間變異性研究,統(tǒng)計(jì)性分析空間變異性的作用,對(duì)上拔阻力的最大值和最小值進(jìn)行分析,研究上拔阻力、上部阻力、下部阻力的分布和擬合函數(shù),并用95%置信水平的卡方檢驗(yàn)值進(jìn)行卡方檢驗(yàn)。黏土的空間變異性對(duì)樁靴上拔阻力有較大影響,較強(qiáng)的空間變異性將降低上拔阻力。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：U674.38
【部分圖文】：

化與構(gòu)成的能力。同時(shí)，自升式平臺(tái)之間也近安裝新的鉆井平臺(tái)要考慮和驗(yàn)算很多方面有空間變異性，這就導(dǎo)致了不同位置的黏土上拔會(huì)造成不可預(yù)知的影響，而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)試變異性的研究會(huì)有一定的困難，本文將空間擬、有限元法相結(jié)合，進(jìn)行樁靴上拔的空間阻力的各組成部分的變化特性，研究上拔過(guò)置在土中，會(huì)與土發(fā)生相互作用。在上拔力力、吸附力、側(cè)面阻力等三部分的影響，而樁過(guò)程中水壓的變化很大，由其造成的吸附程中吸附力的準(zhǔn)確確定還有很大挑戰(zhàn)。目前的計(jì)算公式，這對(duì)實(shí)際工程造成了一定的困US 對(duì)自升式平臺(tái)的樁靴上拔進(jìn)行模擬，考三維模型，考慮了不同因素對(duì)上拔力的影響中的變化，對(duì)工程實(shí)踐有著指導(dǎo)意義。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 固結(jié)曲線(xiàn)坐標(biāo)系上 lnp=0 處的孔隙比為 2.118，p 的單位為 kPa。本文模流體重度即為水的重度，取 10000 N/m3。土體單元采用特殊的位移/孔壓。土體具體采用的參數(shù)與 Purwana 實(shí)驗(yàn)所測(cè)參數(shù)一致，如表 2-1。由已知數(shù)據(jù)，可得土體側(cè)壓力系數(shù) K0=0.609，臨界狀態(tài)有效應(yīng)力=0.989。表 2-1 有限元模型土體參數(shù)p有效重度γ（kN/m3）滲透系數(shù)k（m/s）有效內(nèi)摩擦角 φ′（°）λ κ初始孔隙比 e泊松比 5 6 2×10-823 0.244 0.053 3.35 0.33.2 模型建立

（kN/m3）k（m/s）角 φ′（°）隙比 e 45 6 2×10-823 0.244 0.053 3.35 0.32.3.2 模型建立圖 2-1 樁靴基礎(chǔ)模型尺寸
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本文編號(hào)：2849979