竖向荷载作用下吸力式沉箱工作性能有限元分析

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1、大连理工大学硕士学位论文竖向荷载作用下吸力式沉箱工作性能有限元分析姓名：陈煜淼申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王栋;栾茂田20060601大连理工大学硕士学位论文摘要吸力式沉箱是一种应用于海洋浮式结构物的新型基础形式。它的外形如倒扣入海底的薄壁混凝土或钢桶，依靠自重与吸力的作用贯入海床。在最近20年吸力式沉箱受到国内外海洋工程界的广泛关注。然而对其工作机理与施工技术的研究仍落后于工程实践。现有的研究大多忽略吸力的存在，不能考虑加载速率和海床渗透率等因素对承载力的影响。本文探讨了吸力式沉箱的工作原理，总结了其地基破坏的两种极限形式(1)快速加载地基破

2、坏形式，(2)缓慢加载地基破坏形式。通过大型有限元软件ADINA的模拟计算，应用总应力分析和有效应力分析两种方法研究承载力、吸力以及超静孔隙水压力。总应力分析中，比较了不同长径比沉箱受拉和受压时的承载力、地基塑性区开展以及破坏模式。有效应力分析中，应用两种不同的有限元模型，分别考虑吸力式沉箱地基破坏的两种极限形式。通过对不同长径比沉箱的模拟计算，研究了快速加载条件下吸力和承载力比值与长径比关系。考虑吸力式沉箱地基受力特点，比较了动、静力分析对承载力和超静孔隙水压力的影响。应用缓慢加载模型时，分析了加载速率对承载力和超静孔压发展的影响。通过比较缓慢加载和快速加

3、载两种情况下的承载力，确定吸力式沉箱地基的承载力范围。得出的结论主要有：(1)快速拉、压荷载作用下，沉箱地基呈整体剪切破坏模式，此时抗拉承载力与抗压承载力相差不大：(2)与缓慢加载条件相比，快速加载条件下沉箱基础的承载力更大；(3)快速加载条件下，吸力与承载力的比值随着沉箱长径比的增加面减小，而摩擦力在总承载力中所占比重随沉箱长径比的增大而增大。关键词：吸力式沉箱；有限元；固结：承载力竖向荷载作用下吸力式沉箱工作-性能的有限元分析FiniteElementAnalysisoftheSen唷ceBeha访orofSucti锄CaissoⅡunderVertic

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