深海管汇吸力式基础设计研究

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1、？又庠次菩ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第—所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５学科专业：船舶与海洋工程作者姓名：王暗指导教师：杨树耕教授天津大学研究生院２０１５年１２月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宄工作和取得的研宂成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宂成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证一书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。■＇学

2、位论文作者签名签字日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天漆大学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）学位论文作者签名：导师签名：杨树扣签字日期：Ｖ仍玄年ｖｓ签字日期：年卩月，＞日｜深海管汇吸力式基础设计研究ResearchofSuctionFoundationDesignforDeep

3、WaterManifold学科专业：船舶与海洋工程研究生：王晗指导教师：杨树耕教授天津大学建筑工程学院二零一五年十二月摘要进入21世纪以来，随着陆上和近海石油资源的日渐枯竭，海洋石油工业向深水乃至超深水发展是势在必行的。作为近年来备受海洋石油工业界瞩目的深水工程解决方案，水下生产系统具有适用范围广，安全性、可靠性高等优势。管汇结构是水下生产系统的重要组成部分，大多固定在海床上，其基础结构的合理设计十分重要。吸力式基础作为一种新型锚固基础形式，具有承载能力大、应用范围广等特点，在深海管汇的基础结构中得到了广泛应用。控制吸力式基础结构尺寸的两个主要设计因素

4、是安装时的沉贯阻力和安装后的承载力。本论文通过查阅南海土壤地质调查资料，确定南海深海粘土的工程性质参数，利用ABAQUS大型通用有限元软件，建立了南海深海粘土中吸力式基础的沉贯过程和发挥承载力作用的二维轴对称有限元模型，对吸力式基础安装时沉贯过程和安装后的垂向抗压极限承载力进行了分析。利用Python语言编写ABAQUS自动化建模计算脚本实现基于ABAQUS中“meshtomeshsolutionmapping”算法的简化的RITSS方法，并使用该方法对吸力式基础的自重沉贯、压力沉贯和吸力沉贯过程进行数值模拟，对不同沉贯深度时桶内形成的土塞高度和沉贯阻

5、力进行定量计算和分析，总结不同沉贯方式下地基土体变形规律以及沉贯阻力的变化特点；在沉贯过程分析的基础上，考虑土塞高度和土中应力应变状态的影响，对不同沉贯方式下吸力式基础的抗压极限承载力进行分析计算，分析了沉贯后形成的土中应力场和土塞高度对抗压极限承载力的影响机理。关键词：深海管汇吸力式基础ABAQUSRITSS方法沉贯抗压极限承载力ABSTRACTInthe21stcentury,alongwiththeexhaustionoftheoilresourcesinlandandoffshore,itisimperativeforoilindustryto

6、drawattentiontothedeepwaterandultra-deepwaterinsideofshallowwater.Asahigh-profilesolutionofdeepwaterengineeringinoffshoreoilindustry,subseaproductionsystemhasadvantagesinsafety,reliabilityandwiderangeofapplication.Manifoldisanimportantpartofsubseaproductionsystem.Mostofthemanifo

7、ldsarefixedontheseabedwithanchor.Asanewtypeoftheanchortechnology,suctionfoundationiswidelyusedwiththesuperiorityoflargebearingcapacityandsomeotherfeatures.Thetwomaindesignfactorsforcontrollingthesizeofsuctionfoundationarethepenetrationresistanceandthebearingcapacity.Inthisarticl

8、e,ageotechnicalsurveywascarriedoutbyinvestigati