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砂土地基中吸力筒基础内土塞高度研究
1
作者 黄山田 王震 +2 位作者 董振强 申志超 邵亮亮 《中国海上油气》 北大核心 2025年第2期259-269,共11页
吸力筒基础在海洋工程领域应用广泛,其在沉贯过程中易出现土塞现象,影响基础的顺利安装。关于吸力筒基础在沉贯过程中土塞高度的研究,目前主要集中在黏土地基,针对砂土地基的研究相对匮乏。本研究通过有限元软件ABAQUS中VUMAT子程序,将... 吸力筒基础在海洋工程领域应用广泛,其在沉贯过程中易出现土塞现象,影响基础的顺利安装。关于吸力筒基础在沉贯过程中土塞高度的研究,目前主要集中在黏土地基,针对砂土地基的研究相对匮乏。本研究通过有限元软件ABAQUS中VUMAT子程序,将亚塑性本构嵌入耦合欧拉-拉格朗日数值模型,研究砂土地基中吸力筒沉贯过程的土塞隆起效应。首先,将本文数值模拟结果与现有模型试验及数值模拟结果对比,验证了本文方法的可靠性;进一步开展参数分析,探究吸力筒径厚比、砂土相对密度和筒-土界面摩擦系数对筒内最大土塞高度的影响;并基于数值计算,提出了砂土地基中吸力筒沉贯过程中筒内最大土塞高度的预测公式。结果表明:吸力筒径厚比和砂土相对密度是筒内最大土塞高度的主要影响因素,筒-土界面摩擦系数的影响程度较小。研究成果为吸力筒的设计和安装提供了理论依据。 展开更多
关键词 吸力筒基础 土塞高度 砂土 数值模拟 亚塑性模型 径厚比 砂土相对密度 筒-土界面摩擦系数
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海上风电裙式吸力基础沉贯及关键特性研究
2
作者 江厚亮 冯宇子 尹长权 《四川建筑科学研究》 2025年第5期55-61,共7页
目前针对裙式吸力基础的研究多采用室内模型试验或理论分析的方法,忽略了试验规模受限、成本较高、难以全面模拟复杂工况,以及理论分析对实际问题的简化可能导致的结果偏差。因此,本文基于ABAQUS软件模拟黏土中裙式吸力基础的大变形沉... 目前针对裙式吸力基础的研究多采用室内模型试验或理论分析的方法,忽略了试验规模受限、成本较高、难以全面模拟复杂工况,以及理论分析对实际问题的简化可能导致的结果偏差。因此,本文基于ABAQUS软件模拟黏土中裙式吸力基础的大变形沉贯过程,验证任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)技术在模拟中的有效性,特别是在防止网格畸变方面。同时,系统分析不同吸力作用下沉贯阻力与土塞高度的演化规律,对比不同筒壁摩擦系数下最大沉贯阻力的变化特征。结果表明:裙式吸力基础沉贯阻力随着贯入深度的增大呈现先缓慢增大后快速增大,最后逐渐减小的趋势;土塞高度随着吸力的增大而增大;裙式吸力基础最大沉贯阻力随着筒壁摩擦系数的增大而增大,但随着吸力的增大而减小。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 数值模型 沉贯过程 沉贯阻力 土塞高度 筒壁摩擦系数
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钢套管施工对地铁隧道影响分析及变形控制研究 被引量：30
3
作者 张超 杨龙才 +1 位作者 黄大维 宋福贵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期3584-3591,共8页
为了减小钢套管施工对地铁隧道变形及位移的影响,施工前需对钢套管的旋进过程进行分析。通过数值模拟得到对隧道影响较大的旋进深度和不同旋进深度下作用于钢套管的最大机械下压力,以此下压力配合旋压机械上的油压表来严格控制钢套管的... 为了减小钢套管施工对地铁隧道变形及位移的影响,施工前需对钢套管的旋进过程进行分析。通过数值模拟得到对隧道影响较大的旋进深度和不同旋进深度下作用于钢套管的最大机械下压力,以此下压力配合旋压机械上的油压表来严格控制钢套管的旋入过程。现场实测结果表明:当钢套管旋进到隧道水平轴线以下时,管内土柱达到临界高度并发生闭塞,从而挤压套管下部土体,导致隧道上浮、偏移,并产生椭圆形变形。为了严格控制施工期间隧道的变形量及位移量,本文提出在隧道旁打设应力释放孔来减小钢套管旋进时对隧道的挤压影响,或选择合理施工顺序来减小超孔隙水压力对地铁隧道的影响。 展开更多
关键词 隧道工程 钢套管 机械下压力 土柱闭塞 临界高度 变形与位移
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分层土中裙式吸力基础吸力沉贯特性模型试验研究 被引量：4
4
作者 张雨坤 秦廷辉 +1 位作者 李大勇 王冲冲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1317-1325,共9页
针对一种新型海上风电基础形式-裙式吸力基础,开展模型试验,研究其在分层土地基中的沉贯特性。讨论了土层分布形式(砂土、黏性土、上层砂土及下层黏性土(简称上砂下黏)、上层黏性土及下层砂土(简称上黏下砂))、沉贯方式的影响。研究表明... 针对一种新型海上风电基础形式-裙式吸力基础,开展模型试验,研究其在分层土地基中的沉贯特性。讨论了土层分布形式(砂土、黏性土、上层砂土及下层黏性土(简称上砂下黏)、上层黏性土及下层砂土(简称上黏下砂))、沉贯方式的影响。研究表明:裙式吸力基础在分层土中具有良好的沉贯性能。与传统吸力基础相比,裙式吸力基础在砂土、黏性土、上砂下黏和上黏下砂地基中最终沉贯深度较传统吸力基础分别增加10.0%、2.3%、3.0%和9.6%,沉贯最大吸力值分别增加0.9%、14.4%、66.2%和92.2%。黏性土层位置和厚度对基础沉贯特性影响显著。上黏下砂地层中,基础最大吸力值出现在土层分界面处,最大吸力值随土层分布系数t(上层土厚度与土体总厚度的比值)的增加而逐渐增大,最终沉贯深度随土层分布系数增加而逐渐减小。上砂下黏地层中,裙式吸力基础最大吸力值出现在最大沉贯深度处,吸力最大值随土层分布系数的增加而逐渐减小,最终沉贯深度受土层分布系数影响较小。此外,同时抽吸主桶和裙结构内水体进行沉贯,最终沉贯深度大于只抽主桶情况。在砂土、黏性土、上黏下砂(t=0.4)和上砂下黏(t=0.4)等4种地基中,裙式吸力基础采用同时抽主桶和裙结构的沉贯方式,最终沉贯深度较只抽主桶情况分别增大了13.8%、3.4%、16.4%和4.6%。研究成果为进一步阐明吸力基础在分层土中沉贯机制及指导工程实践,具有借鉴意义。 展开更多
关键词 裙式吸力基础(MSC) 分层土 模型试验 沉贯方式 吸力变化 土塞高度
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黏土地基上海洋平台桩靴峰值阻力上限分析 被引量：3
5
作者 张其一 李晓武 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期29-38,共10页
在自升式平台的预压载过程中,桩靴在层状地基上较易发生“穿刺”现象,很大程度上影响着平台的安全运行。准确地分析桩靴峰值阻力,避免平台桩靴发生“穿刺”是非常重要的。采用极限分析上限定理,合理构建运动许可速度场,从理论上推导了... 在自升式平台的预压载过程中,桩靴在层状地基上较易发生“穿刺”现象,很大程度上影响着平台的安全运行。准确地分析桩靴峰值阻力,避免平台桩靴发生“穿刺”是非常重要的。采用极限分析上限定理,合理构建运动许可速度场,从理论上推导了层状地基上桩靴峰值阻力的上限解答。为了进一步验证峰值阻力理论解答的准确性,采用ABAQUS有限元软件构建了“桩靴—弹塑性海床”的三维数值模型,对桩靴贯入海床的过程进行了数值模拟,分析桩靴周围土体的塑性变形演变规律,研究土体的破坏机理。研究结果表明:推导的桩靴峰值阻力上限解答,能够较好地计算层状地基极限承载能力,通过与离心机试验和数值结果对比,计算误差在18%以内;给出的运动许可速度场能够较好地反映桩靴周围土体破坏模式;桩靴阻力达到峰值时,下层软土中的土塞高度约为桩靴直径的0.2倍。 展开更多
关键词 自升式平台 桩靴穿刺 极限分析 能量耗散 土塞高度 桩靴阻力 黏土地基
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软土地层中压入式沉井下沉的土塞效应及其影响 被引量：12
6
作者 易琼 廖少明 +1 位作者 朱继文 徐伟忠 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1380-1389,共10页
针对软土地层中压入式沉井的下沉稳定性控制问题,基于土塞形成机理推导出土塞高度的计算表达式,采用耦合欧拉-拉格朗日法(CEL)模拟沉井的动态压入过程,分析下沉中的土塞演化过程及土体应力、应变场,探讨土塞效应对沉井侧摩阻力和刃脚阻... 针对软土地层中压入式沉井的下沉稳定性控制问题,基于土塞形成机理推导出土塞高度的计算表达式,采用耦合欧拉-拉格朗日法(CEL)模拟沉井的动态压入过程,分析下沉中的土塞演化过程及土体应力、应变场,探讨土塞效应对沉井侧摩阻力和刃脚阻力的影响.结果表明:在软土地层中,土塞高度的计算表达式能够较准确地得到下沉时的井内土塞高度;沉井压入下沉时土塞效应逐渐增大,在下沉深度约为25 m时变化趋势放缓,土塞率(PLR)约为0.56,土塞增量填充率(IFR)约为0.41,土塞为不完全闭塞;土塞效应引起的井内土体水平和竖向应力激增及土体等效塑性应变主要集中于有效土塞高度范围内;土塞效应会使沉井侧摩阻力尤其是内壁侧摩阻力显著增大;土塞效应会使沉井刃脚阻力增大,尤其在软弱地层中最明显. 展开更多
关键词 压入式沉井 软土地层 土塞效应 有效土塞高度 耦合欧拉-拉格朗日法(CEL)
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考虑土塞效应的PHC管桩挤土径向位移计算方法研究 被引量：7
7
作者 赵明华 肖容 +1 位作者 杨超炜 肖尧 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2019年第16期133-139,共7页
为分析PHC管桩沉桩过程中土塞效应对挤土径向位移的影响,首先从土塞的形成过程和作用机理出发,建立了土塞单元体的受力平衡方程,得出了垂直向总荷载的表达式;其次,将土塞视为'桩中桩',基于Gibson提出的不排水条件下黏性土桩端... 为分析PHC管桩沉桩过程中土塞效应对挤土径向位移的影响,首先从土塞的形成过程和作用机理出发,建立了土塞单元体的受力平衡方程,得出了垂直向总荷载的表达式;其次,将土塞视为'桩中桩',基于Gibson提出的不排水条件下黏性土桩端极限承载力模型,得出'桩中桩'桩端极限承载力的表达式,从而导得PHC管桩在沉桩过程中土塞高度的表达式;再次,应用圆柱孔扩张理论对PHC管桩桩周土体进行弹塑性分析,获得塑性区半径、土体径向位移等解析表达式;最后,将理论计算结果与工程实例进行对比分析,并进一步分析了径厚比、刚度比对静压PHC管桩桩周土体径向位移的影响,验证了所提出的解析表达式的合理性。所提出的解析表达式对PHC管桩沉桩过程中挤土径向位移的计算具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 PHC管桩 土塞效应 土塞高度 圆柱孔扩张理论 土体径向位移
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