群桩条件下桩土相互作用实验研究

《群桩条件下桩土相互作用实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第25卷第2期岩土力学Vol.25No.22004年2月RockandSoilMechanicsFeb.2004文章编号：1000－7598－(2004)02―0312―04群桩条件下桩土相互作用实验研究1,21杨进，彭苏萍（1.中国矿业大学资源学院，北京100083；2.石油大学石油工程系，北京102200）摘要：根据海洋钻井实际工程情况，开展了粘性土质条件下群桩模拟实验，研究分析了群桩条件下的桩-土相互作用问题，得出了群桩作用对土应力场的影响关系，模拟实验结果对海上隔水导管的施工具有重要的指导意义。关键词：隔水导管；土应力；群桩相互作用；粘土中图分类号：TU473文

2、献标识码：AExperimentalresearchoninteractionofpilewithsoilunderconditionofpilegroup1,21YANGJin,PENGSu-ping(1.ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China;2.UniversityofPetroleum,Beijing102200,China)Abstract:Basedonoffshoredrillingpracticalcase,simulationtestsoninteractionofpilewit

3、hsoilunderconditionofpilegrouphavebeencarriedoutinclay.Theproblemofinteractionofpilewithsoilandsoilstressisanalyzed.Theresultsareimportanttoguideoffshoredesignandconstruction.Keywords:riser;soilstress;interactionofgrouppile;clay1引言2工程背景随着我国海洋石油勘探开发的快速发展，对海本课题的工程背景是我国海洋石油平台上的钻上钻井工程和施工也提出了

4、更高的要求和挑战。为井施工。钻井施工前，首先要下一层大尺寸的钢管，了节约工程费用，提高经济效益，每个石油钻井平这种管在海洋石油上称之为隔水导管，其作用：①台上要打上20～30口油井，使各井口间距进一步缩隔离海水而形成钻井液的循环通道；②作为井口设小，由原来的2m×2m改为1.5m×1.8m。这样，备的持力结构。一般石油平台井槽布置为4×5或由于井间距进一步减小，在隔水导管施工过程中，5×7排列，如图1所示。隔水导管一般采用长762引起群桩效应而发生隔水导管打入过程中的拒锤现或508mm，壁厚为50.8mm的开口钢管，施工选象。如SZ36-1油田由于群桩作用影响较大，使隔

5、用IHC液压打桩锤，型号为S90，S200，S280，其水导管打入困难，隔水导管的入泥深度由原来的50详细性能参数见表1。m减少到35m，而未能完成设计的入泥深度要求。因此，开展群桩条件下桩-土相互作用的研究，对指导海上隔水导管的施工具有十分重要的意义。从查阅的国内外有关文献资料来看，尚未见到针对群桩作用下隔水导管入泥深度研究的相关报道。所以，本课题从实验入手，从作用机理上来开展群桩条件下桩-土相互作用的研究。由于本工程不具备现场实验的条件，所以，本课题采用模拟实验图1海洋石油平台井位布置图的方法来探索桩-土相互作用的机理。Fig.1Arrangementofdrill

6、ingrisersonplateformforoffshorepetroleum收稿日期：2002-09-05作者简介：杨进，男，1966年生，在读博士研究生，从事工程地质方面的研究工作。第2期杨进等：群桩条件下桩土相互作用实验研究313表1施工液压锤参数R4sinju1+sinjTable1Parametersofhydraulichammerssr=(Pu+ccosj)()-ccosj（4）r最大冲击能锤重最大冲击力锤型/kN·m/t/kN式中R为塑性区半径；R为桩半径；s为径向S90909.24500purS20020024.510000应力；s为环向应力。èS2

7、802802914000从以上各式看出，塑性区土层的特性是由c，j确定的，只有平均体积应变随桩的水平挤压力而3沉桩影响范围变化，由于各层土层的特性不一，故水平径向应力和环向应力的大小也不一样。沉桩时，桩对土的水平挤压力可用Vesic孔扩[1]张理论模拟如图2所示。此时，桩周围土体发生4实验准备了大范围的扰动和重塑，用摩尔-库仑准则代入圆根据相似原理，实物与模型几何尺寸相似比选孔扩张平衡微分方程，可求得土体中的应力，从而，为10：1。选用直径为50.8mm，壁厚为2.54mm求得桩挤土效应以及各桩之间的相互影响。塑性区[2]的钢管作为模型桩