复杂地层条件下自升式平台桩腿插桩深度对比分析.pdf

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1、l研究探讨石工程建设复杂地层条件下自升式平台桩腿插桩深度对比分析两种方法对桩腿插桩深度预估进行综合评价，并针对该复杂地层桩腿易发生穿刺破坏提出几点要求。关键词Inordertoaccuratelypredictthedepthofjack—upplatformlegintotheseabed，thecontacteffectandfluid—solidcoupledtheo~areemployed．BasedonADINAsoftware，anumericalmodelofpile—saturat

2、edsoilin—teractionISestablishedcomprehensively，andcomparedwiththepracticalresults．Itisdemonstratedthatthetrendofcalculatedload—penetrationdepthcurvesundertwomethodsisbasicallythesame．MeanwhilethecurvederivedfromtheAPIformulaisclosetothepracticalvalueb

3、utwithsuddenlychangingpoint．ThecurvederivedfromnumericalformulaIScontinuousandthedifferencewiththepracticalvalueiswithinacceptablerange·SoitISrecommendedthatthetwomethodsshouldbeadoptedtoestimatethespudlegpenetrationdepthinpracticalengineeringcomprehe

4、nsively．Basedontheaboveresults，severalpiecesofadviceareputforwardaimingatpreventingthepenetrationdamageforspudlegincomplexstratacondition．Keywords：jack—upplatform；ADINA~load—penetrationdepthcurve；pilepenetration自升式平台是海洋油气开发的主要设备之一，层贯穿、不可控下沉和无法拔桩等，其中持力

5、层贯穿且应用广泛。但平台拖航就位作业风险和难度较大，引发的穿刺破坏比例占平台破坏总数的53％。因插桩过程中可能出现以下问题：插桩深度不够、持力此，为了保证自升式平台作业过程中的稳定性和安全邓海峰：复杂地层条件下自升式平台桩腿插桩深度对比分析研究探讨-性，准确预估插桩深度尤为重要。目前大多数研究方法主要集中于经验分析，郭培军分别总结了国内外常用的经验公式和SNAME规范计算公式，并结合工程实例对比分析了二者的差异。1插桩深度计算不带桩靴桩腿在插桩过程中，平台桩腿受到的土体阻力包括桩端部阻力和桩腿的侧

6、摩阻力两部分，根据API规范旧自升式钻井平台单桩极限承载力q可以由下式计算：图1桩一土相互作用示意Q=Qp+=qA+fA。(1)P=h(8)gn=poNq(2)桩身表面不透水：fc(桩侧土为黏性土)(3)@／an=0(9)【Kpotan6(桩侧土为非黏性土)2．2接触问题f0．5(≤1)(4)10．5’。(西>1)桩一土相互作用时，二者可能产生相对滑移，击=c／po(5)因此需要设置接触单元。本文采用约束函数接触算式中p广一极限桩侧摩阻力／kN；法，分别选择桩身和土体为主、从接触面，二者构成q—嘏

7、限桩端阻力／kN；接触对。根据Coulomb摩擦理论，桩一土间摩擦力——桩腿的最大横截面积／mz；计算公式为=·Pc，其中为摩擦系数，此处取A一桩身侧面积／m；0．6，Pc为两接触面上的接触压力，当表面拽力＼-T：-q一桩端单位面积承载力／kPa；摩擦剪应力时，不会发生相对滑移。p一桩端深度处的有效上覆压力／kPa；2．3M—C屈服准贝Ⅳ。一根据土体内摩擦角确定的无量纲承载力系数；M—C屈服准则广泛用于岩土问题中，可以较好一桩身单位面积侧摩阻力／kPa；地描述岩土材料的强度特性，表示为：c——计算

8、点处土体不排水抗剪强度／kPa：1^K—一土体侧压力系数；l厂=÷u，1sin6+(COS一oIsinsin6)·——桩周土内摩擦角／)；、／一COS艿(10)一桩周土和桩身间的摩擦角／)。式中——应力张量的第一不变量；2数值模拟基本理论。7_厂——应力偏量的第二不变量；应力罗德角／(。)。将桩身和海床分别简化为刚性和饱和多孔介质材M-C准则在三维空间的屈服面为不规则的六边料，桩一土相互作用如图1所示，s为海床模型厚形截面的角锥体表面，如图2所示。度，为计算模型宽度，d为水深，D为