试析吸力锚沉放过程中土塞形成的有限元分析

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1、天津大学硕士学位论文吸力锚沉放过程中土塞形成的有限元分析姓名：李玉峰申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：丁红岩20030101摘要吸力锚(桶形基础)由于其独特的优越性有着很好的发展前景。但是它在沉贯施工过程中出现的土塞影响了施工的顺利进行，并且对其安全使用构成了严重威胁。本文以二维有限元法为基础，建立了轴对称问题的有限元计算模型，并应用vB编制了有限元计算程序，并按照不同的情况对沉贯施工过程中形成的土塞分别进行了分析计算，从理论上对土塞形成的机理和规律进行了探讨。最后对理论计算和已有的模型试验结果进行了对比分析。土

2、塞现象是吸力锚(桶形基础)沉贯施工过程中不可避免的现象，本文对它的机理的研究在清除土塞以及减轻它的危害性方面具有一定的积极意义。关键词：吸力锚土塞沉贯施工有限元法负压摩阻力ABSTRACTForit’Smanycharacteristicadvantagessuctionanchororskirtfoundationisconsideredasanattractiveandproventechnologyandbecomingwidelyusedinoffshoreprojects．Soilplugthattakespl

3、aceduringthecourseofpenetrationconstructionisharmfultothesuctionanchorininstallation．What’SmorethesuctionanchormaybeCannotnormallyusedbecauseofit’sbadeffects．Thepapermakessomefar-goingresearchinsoilplugintheoreticalmethod．Amodelofaxialsymmetricismadeonfiniteeleme

4、ntmethodandaVisualBasicprogramismadetoanalyzetherulesofsoilplugduringpenetrationconstruction．Attheendofthepaper,somecomparisonanalysisismadebetweentheresultsofthetheoreticalcomputingandthatofmodeltests．Soilpingisaninevitablephenomenonduringtheinstallationofsuctio

5、nanchor．Toanalyzetherulesofsoilplugisofcertainsenseincleaningthesoilplugandreducingit’SharmKeywords：suctionanchorsoilplugpenetrationconstructionfiniteelementmethodnegativepressurefrictionalrisistance独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包

6、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨生盘生或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：压去冉蚕签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解墨盗盘茔有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨洼盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)导师

7、签名签字日期：年月曰辛日●n击月两孙年签著怍：文期沧日位字学签第一章绪论1．1吸力锚的结构特点发展过程及应用前景1．1．1吸力锚基础的发展回顾在我国近海油田开发过程中，大部分海洋平台的基础都采用桩基础。有关资料统计，在钢质导管架平台中，桩的用钢量几乎和导管架相当。并且施工平台时需要使用打桩设备，打桩的费用占了平台造价的一半。为了减少钢材消耗，加快近海油田的开发过程，探索开发新型的基础形式成为当务之急。吸力锚基础应运而生。它采用一种上端封闭、下端开口的钢质桶形结构，沉放就位时，先靠自身以及上负结构的重量压入泥中一定深度，形

8、成封闭空间，然后用泵抽水，在桶内形成负压，最终依靠锚筒内外压力差将吸力锚压到预定的深度。吸力锚的主要技术发展过程可以追溯到1958年，Mackereth在英国一个湖底的软泥床上首次使用吸力锚向下拉住活塞取芯器进行软土取样操作。1961年Goodman等人用模型试验研究确定湿土内不同真空压力下倒杯形锚的抗拔阻力，结果表