【摘要】：目前,海洋平臺(tái)和海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備大多數(shù)采用樁基礎(chǔ)和吸力錨作為其基礎(chǔ)形式,尤其是風(fēng)電設(shè)備中的樁基礎(chǔ)大多是直徑超過(guò)3米的大直徑鋼管樁。海上環(huán)境比較惡劣,受到的荷載也比較復(fù)雜,為了保證上部平臺(tái)結(jié)構(gòu)能正常工作,樁基礎(chǔ)必須能承受一定的水平荷載和豎向荷載。因此在施工之前對(duì)樁基礎(chǔ)的承載力進(jìn)行分析是設(shè)計(jì)的必要環(huán)節(jié)。海洋平臺(tái)中傳統(tǒng)的樁基礎(chǔ)水平承載力通常采用美國(guó)API規(guī)范中的p-y曲線法進(jìn)行計(jì)算,但是p-y曲線法是根據(jù)墨西哥海域直徑為0.6m的樁基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)試樁資料分析得來(lái)的。因此p-y曲線法能否適用于直徑超過(guò)3m的大直徑樁的水平承載力的計(jì)算有待于研究。為了解決這一問(wèn)題,本文采用有限元法和p-y曲線法對(duì)大直徑樁的水平承載力進(jìn)行分析。 首先,簡(jiǎn)述了橫向荷載下樁基礎(chǔ)的破壞形式以及樁的撓曲線微分方程。概括總結(jié)了樁基礎(chǔ)水平承載力的理論研究方法,并對(duì)各種方法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。 其次,介紹了Plaxis 3D Foundation有限元軟件的基本功能和計(jì)算過(guò)程中土體采用的模型。利用有限元軟件分析了不同直徑的樁基礎(chǔ)在水平荷載下的受力性狀和樁身的變形情況。 最后,將有限元計(jì)算結(jié)果與p-y曲線法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,通過(guò)不同類型的樁在水平荷載作用下兩種計(jì)算結(jié)果的差別,分析了造成兩種計(jì)算結(jié)果差別的主要原因。
【圖文】：

圖 1-1 海洋平臺(tái)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式(1)重力式基礎(chǔ)：重力式基礎(chǔ)是將質(zhì)量非常大的塊體（混凝土或鋼）沉到海底，利用其自身重力抵抗平臺(tái)受到的水平荷載和豎向荷載。重力式基礎(chǔ)主要應(yīng)用于重力式平臺(tái)，通常作為淺基礎(chǔ)使用，工作水深為 100~200m。它適用于非常硬的粘土土質(zhì)、粉砂質(zhì)粘土以及土質(zhì)情況不穩(wěn)定或者存在一定的塌陷的土層。在這樣的地質(zhì)情況下樁基礎(chǔ)的承載力較低，因此常用重力式基礎(chǔ)。在重力式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)除考慮基礎(chǔ)抗拉承載力之外，還需要考慮基礎(chǔ)的抗傾覆力[3]。重力式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算比較簡(jiǎn)單，安裝技術(shù)難度低，所以在海洋工程發(fā)展的初期它被廣泛地用在各種海洋平臺(tái)中。隨著深海油氣的開(kāi)發(fā)，由于它承載效率低、經(jīng)濟(jì)成本高、適用水深較低、運(yùn)輸困難及無(wú)法實(shí)現(xiàn)回收再利用等，目前的海洋結(jié)構(gòu)物中已經(jīng)很少使用重力式基礎(chǔ)作為其基礎(chǔ)形式[4]。(2)沉墊式基礎(chǔ)：沉墊基礎(chǔ)通常作為坐底式平臺(tái)和自升式平臺(tái)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，平臺(tái)結(jié)構(gòu)下部為沉

第一章 緒論(1)重力式基礎(chǔ)重力式基礎(chǔ)與海洋平臺(tái)的重力式基礎(chǔ)類似都是由鋼筋混凝土材料或者鋼材料制作而成。此類基礎(chǔ)體積比較龐大、重量可達(dá) 1800t，，依靠其自身重力保持風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定�；A(chǔ)的深度為 4~8m，一般用于水深小于 10m的淺海水域中。重力式基礎(chǔ)通常在岸邊干船塢中制好，然后運(yùn)送至安裝地點(diǎn)，安裝之前需要對(duì)地基進(jìn)行一定的處理[9]。重力式基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)效益高。缺點(diǎn)在于對(duì)地基要求較高、受海床沖刷影響較大、連接成本高，并且隨著水深的增加經(jīng)濟(jì)性逐漸降低，安裝成本反而超過(guò)其它基礎(chǔ)類型。目前丹麥Middelgrunden 、Nysted-II Lolland、Vindeby等采用重力式基礎(chǔ)作為風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)[10]。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P752

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 潘亮;;多層和高層房屋的基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)的選擇分析[J];科技致富向?qū)?2011年21期

2 井玉國(guó);孫婧;;鋼結(jié)構(gòu)通廊的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];科技致富向?qū)?2011年23期

3 陳天華;;高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析[J];中國(guó)科技信息;2011年16期

4 袁小玲;;淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)[J];科技信息;2011年15期

5 張其一;王青華;欒茂田;;水平荷載情況下深海吸力錨穩(wěn)定性研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2011年04期

6 武科;馬明月;陳榕;;非均質(zhì)軟基上桶形基礎(chǔ)承載性能有限元分析[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2011年03期

7 鄭山鎖;王斌;于飛;張宏仁;國(guó)賢發(fā);侯丕吉;;低周反復(fù)荷載作用下型鋼高強(qiáng)高性能混凝土框架梁損傷試驗(yàn)研究[J];工程力學(xué);2011年07期

8 趙海山;;昆明北金大道CFG樁復(fù)合地基承載力研究[J];云南地質(zhì);2011年01期

9 趙清威;安木旺;;高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J];科技致富向?qū)?2011年26期

10 葉安華;馬昭;;高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題淺析[J];科技信息;2011年22期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊永新;李昀光;趙學(xué)友;;大直徑人工挖孔樁水平承載力試驗(yàn)研究[A];第十屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ卷[C];2001年

2 周悹鵬;簡(jiǎn)政;;水平荷載下單樁的數(shù)值計(jì)算法[A];第十二屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ冊(cè)[C];2003年

3 秦福華;賀明玄;;低周反復(fù)荷載下框支連續(xù)墻梁有限元分析[A];第五屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第一卷）[C];1996年

4 張建德;汪永森;孔國(guó)強(qiáng);;鉆孔灌注樁豎向承載力、水平承載力與端承力實(shí)測(cè)成果的分析與評(píng)價(jià)[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)地基處理學(xué)術(shù)委員會(huì)第四屆地基處理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1995年

5 劉利民;蔡宏英;張建新;楊春林;;水平一軸向荷載聯(lián)合作用下灌注樁設(shè)計(jì)方法的研究[A];第五屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第三卷）[C];1996年

6 朱彥鵬;王秀麗;張安疆;周茗如;宋_g;林厚秦;賈廣學(xué);沈莉;;人工灌注樁水平承載力的試驗(yàn)研究[A];第六屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第三卷）[C];1997年

7 史慶軒;張宏勇;;鋼筋混凝土雙肢剪力墻抗震性能的試驗(yàn)研究[A];第九屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ卷[C];2000年

8 李正榮;王成;;但渡大橋缺陷樁處治及承載力估計(jì)[A];第二屆中國(guó)水利水電巖土力學(xué)與工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集（一）[C];2008年

9 戴國(guó)亮;周香琴;龔維明;;FRP鋼管混凝土復(fù)合灌注樁水平承載力分析[A];工業(yè)建筑（2009·增刊）——第六屆全國(guó)FRP學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

10 林軍;呂宜媛;鐘聰達(dá);戴民;;不同淺層地基處理方法下PHC管樁水平承載性狀對(duì)比研究[A];CCPA預(yù)制混凝土樁專業(yè)委員會(huì)2009～2010年年會(huì)暨學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 浙江省溫州市蒼南縣建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站、武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 黃加坡邋李大慶;強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用下砌體結(jié)構(gòu)墻體的處理[N];建筑時(shí)報(bào);2007年

2 上海市寶山區(qū)建設(shè)工程安全質(zhì)量監(jiān)督站 黃云峰;導(dǎo)軌式爬架的安全性分析[N];建筑時(shí)報(bào);2008年

3 張艷（作者單位系西山煤電集團(tuán)公司鎮(zhèn)城底礦選煤廠）;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的力學(xué)[N];科學(xué)導(dǎo)報(bào);2006年

4 黃鎮(zhèn);大塊組合鋼模板在橋梁施工中的應(yīng)用[N];廣東建設(shè)報(bào);2000年

5 湖北省孝感市建筑市場(chǎng)管理站 張清瑞;家庭裝飾裝修應(yīng)注意的事項(xiàng)[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2006年

6 韓松 楊建軍 王睿 王文彪;安全玻璃面面觀[N];中國(guó)建材報(bào);2005年

7 劉津邋陳利;±800kV直流特高壓輸電線路微型樁基礎(chǔ)試驗(yàn)進(jìn)展順利[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

8 汝南縣建設(shè)局 張正一;家居裝修中的隱患及質(zhì)量控制[N];駐馬店日?qǐng)?bào);2008年

9 記者 曾偉;特高壓直流大截面導(dǎo)線技術(shù)條件發(fā)布[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2008年

10 吳東升邋傅娟芳 陳今;銀線凌空越 電能跨海來(lái)[N];國(guó)家電網(wǎng)報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王俊林;大直徑擴(kuò)底單樁水平載荷試驗(yàn)研究[D];鄭州大學(xué);2011年

2 謝耀峰;港口工程樁基水平承載力和負(fù)摩擦力的研究[D];河海大學(xué);2003年

3 孫曦源;水平荷載作用下軟土地基中桶形基礎(chǔ)工作機(jī)理及承載性能研究[D];大連理工大學(xué);2009年

4 舒恒;離岸工程地基基礎(chǔ)承載力研究[D];浙江大學(xué);2009年

5 李東;縱向支撐框架穩(wěn)定性分析及支撐設(shè)計(jì)要求[D];浙江大學(xué);2005年

6 季淵;多高層框架—支撐結(jié)構(gòu)的彈塑性穩(wěn)定性分析及其支撐研究[D];浙江大學(xué);2003年

7 王志云;軟土地基上吸力式沉箱基礎(chǔ)的抗拔承載特性研究[D];大連理工大學(xué);2008年

8 劉喜珠;海上風(fēng)電大直徑寬淺筒型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安全性研究[D];天津大學(xué);2010年

9 邢國(guó)然;純框架和支撐框架彈塑性穩(wěn)定分析[D];浙江大學(xué);2007年

10 陳陸望;物理模型試驗(yàn)技術(shù)研究及其在巖土工程中的應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張玉程;軟土地基上水閘樁基礎(chǔ)的水平承載力研究[D];山東大學(xué);2012年

2 劉寧;預(yù)應(yīng)力混凝土管樁水平承載力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)值模擬[D];太原理工大學(xué);2011年

3 郝利忠;海上結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)水平承載力研究[D];天津大學(xué);2012年

4 孫安;管樁水平承載力可靠度分析[D];浙江大學(xué);2011年

5 曹維科;樁基礎(chǔ)水平承載力性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

6 李燦;大直徑鋼管樁水平承載力特性研究[D];大連理工大學(xué);2012年

7 朱焰;吸力式筒型基礎(chǔ)承載力研究[D];天津大學(xué);2002年

8 趙會(huì)永;混凝土灌注樁水平承載性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2010年

9 劉統(tǒng)廣;橡膠水泥土樁復(fù)合地基水平荷載試驗(yàn)研究[D];沈陽(yáng)建筑大學(xué);2011年

10 申群璨;各向異性黏土中吸力式沉箱水平承載力有限元分析[D];大連理工大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2617561