循环荷载作用下桶形基础工作机理研究

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1、硕士学位论文循环荷载作用下桶形基础工作机理研究AStudyonWorldngMechanismofBucketFoundationunderCyclicLoads学号：21006014大连理工大学DalianUniVersityofTecllnology舢舢圳舢㈣圳圳圳㈣咖Y2416990一大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其池用途使用过的成果。与我一

2、同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：大连理工大学硕士学位论文摘要随着陆地能源的目益枯竭，海洋能源的开发与利用日益受到人们的重视，与陆地能源的开发相比海洋能源的开发过程中会遇到大量的软黏土地基，使得人们迫切需要一种经济廉价新型基础能适应这种不良地基，在这种大背景下桶形基础最初作为一种海洋平台结构基础应运而生。桶形基础与传统的海洋平台基础在软黏土中有不可比拟的优势，传统的重力式基础、桩基础由于缺乏合理是持力层，在应用过程中需要大量的换填土或者加大桩

3、基的埋深，这就增加了其工程成本。其次，桶形基础形状类似于倒置的空桶，因此可以利用水的浮力在海上运输，使用完毕后可重复利用。另外桶形基础还具有结构形式简单、施工工期短等优势，使得桶形基础在海洋能源开发中得到广泛应用。近年来桶形基础得到很大推广，如很多防波提码头中就很多采用该新型基础。目前针对循环荷载作用下软黏土中桶形基础的承载力特性及其转动中心的研究尚没有被广泛认可的理论体系。为此，本文将围绕着水平循环荷载作用下桶形基础的破坏机理及该基础在水平荷载下转动中心等方面进行探究，主要包括以下几个方面。1．通过有限元软件计算分析得到桶形基础的转动中心

4、可能位于基础的内部、外部，然后通过三维极限平衡法求得了同时考虑以上两种情况的转动中心求解公式。本文认为桶形基础的转动中心位置根据其外部形状和土体性质位于无穷远处到桶深2／3处之间，并将该公式与有限元结果和桩基规范中转动中心计算结果进行对比，证明了该理论公式的可行性。2．在有限元软件计算分析得到水平荷载作用下桶形基础破坏机制的基础上利用极限平衡法，本文提出了一种估算软黏土中桶形基础水平极限承载力的理论公式。该极限平衡法基于Winkler假定求得桶体外部所受土压力，然后各力对转动中心取矩求得桶形基础的水平承载力。将该结果与现场模型试验结果和有限

5、元数值分析结果进行对比，验证了该理论公式的可行性，为工程实践提供了一定的理论参考。3．基于大型通用有限元软件，对循环水平荷载加载条件下的软黏土中桶形基础的破坏机理进行了数值模拟，得到了循环荷载次数与水平承载力之间的关系，同时建立了一个无隔舱模型用来验证隔舱对桶形基础整体稳定性和承载力的影响。结果表明随着荷载循环次数的增加桶形基础的水平承载力逐渐降低；大型桶形基础通过设置隔舱可以有效的增加其整体稳定性。关键词：桶形基础；水平承载力；有限单元法；循环荷载；极限平衡法；转动中心循环荷载作用下桶形基础工作机理研究AStudyonWorkingMec

6、hanismofBucketFoundationunderCyclicLoadsAbstractWiththeincreaLsingd印letionoflandresources，people谢UdeVelopaIldutilizemarineresourcesonalargescale，a11dalotofthickweal(andsoRgrouIldisineVitablyencounteredwhenweexplorethemarineresourcesprocess．Inthisconditions，peopleneedurgent

7、lvanewandeconomicalfoundationto印plytotllesoft伊ound．Asanewtypefoundation，bucketfoundationisbeingresearchedand印pliedinrecentyeaurs．7IhebucketfouIldationcoVeredsomedefectsofthetraditionalpilefoulldationand铲aVity—typefoundation，suchashighengineeringcosts，stmcturalcomplexity，in

8、conVenienttraIlspoIrtaIldtheinabili够torecycle．BasedonsuchadVantages，thebucketf-ouIldation