深海平台桩基的承载力研究

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1、天津大学硕士学位论文深海平台桩基的承载力研究姓名：王虎申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李飒20090201摘要固定式采油平台工作水深随着深度增加，造价越来越昂贵，重力式平台和导管架平台已经不能适应深水油气田的开发。因此，浮式平台和顺应式平台被越来越多的应用于实际工程当中。作为深海平台的主要锚固基础之一，桩基适用范围很广、可以有效抵抗循环荷载，而且建造成本低、易于运输、是唯一既适用于悬链线式锚泊系统又适用于张拉或半张拉式锚泊系统的锚固基础。由于桩土相互作用的复杂性，要想获得解析解是非常困难的，所

2、以利用有限元法对该问题进行数值分析是非常必要的。本文利用Plaxis3DFoundation建立了桩土相互作用的有三维限元计算模型来模拟桩和土的几何、力学特性。利用有限元法作为基本工具，对斜向拔力作用下的桩基承载力，桩土相互作用机理进行了探讨。本文首先总结了目前国内外对于桩基抗拉拔承载力研究的现状。随后，简要的介绍了论文中所用的有限元分析软件Plaxis3DFoundation，详细说明计算分析原理及土的本构模型。最后，以Su=IZ和Su=ZZ为代表，采用了Mohr-Coulomb弹塑性本构模型，对长度

3、为30m、60m和80m的桩基进行三维有限元分析，得到了桩基在斜向拔力作用下的极限承载力，并对不同系泊点、加载角度和不同长度的桩基的抗拉拔承载力的影响做了研究。此外，本文还利用Plaxis软件对陈永福模型试验分别建立了静力有限元和动力有限元桩土模型，研究了模型桩桩土相互作用区域，应变累积。现在，随着深海平台不断的安装架设，对于深海平台桩基的研究将有助于我国对南海深海石油开发，并为我国深水深海平台的设计和研发提供可靠的依据。关键词：深海平台桩基系泊点有限元法极限承载力ABSTRACTWiththewate

4、rdepthincrementinoceanengineering，costsoffixedplatformsgrowrapidly,andgravityplatformsorjacketplatformshavebeenunabletomeetdeepwateroilfielddevelopment．Therefore，itisnecessarytodevelopthetechnologyoffloatingplatformsandcompliantplatforms．Asoneofthemainan

5、chorfoundationoftheplatformindeepseaarea,pilefoundationWaSwidelyusedindeepseaplatformsbecauseofitslowcost，convenienceoftransportation，effectivenessofresistingcyclicloads，andtheonlyanchorfoundationsuitablefortheCatenaryMootingSystemandtensionandsemi—tensi

6、onMootingSystem．Theproblemofthepile—soilinteractionisSOcomplexthatitisimpossibletogainanyanalyticalresult．Thus，itisimportanttoemploythefiniteelementmethodtoanalyzethisproblem．Inthispaperathree—dimensionalnumericalmodelisestablishedbyPlaxis3DFoundationtos

7、imulatethegeometricalandmechanicalcharacteristicofpileandthesoil．Basedonthefiniteelementmethod，ultimatebearingcapacityandtheinteractionmerchanismbetweensoilandpileunderinclinepulloutloadwasstudiedInthisthesis，wesummarizethetheoriesabouthowtocalculatethec

8、apacityofpilefoundations．Thenabriefintroductionismadeaboutthefiniteelementanalysissoftware··--Plaxis3DFoundationthatisusedtoanalyzetheultimatecapacityofthefoundations，detaileddescriptionthecalculationofprincipleandconstitu