土工合成材料界面作用特性研究

在土工合成材料加筋土工程中,土工合成材料与填料的界面作用特性是最重要的技术指标,因此利用拉拔试验研究土工合成材料与填料的界面作用特性是非常必要的.文章采用两种国产土工合成材料为加筋材料,用砂、石屑和粉质黏土为填料,通过拉拔试验比较在不同填土性质、填土密实度、筋材上覆压力及筋材表面粗糙度等情况下土工合成材料与填料的界面特性,从而得出一些有益的结论.     

群桩作用下隔水导管可打性试验

结合海洋钻井实际工程情况,开展了群桩模拟试验,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,模拟试验结果对海上隔水导管的施工具有重要的指导意义。     

海洋钻机井架动态特性研究综述与展望

介绍了海洋钻机井架动态特性的研究方法——频域研究、时域研究及试验研究。频域研究介绍了井架的自振特性、地震响应分析及风浪载荷分析。时域研究介绍了线性分析研究、非线性分析研究及边界条件的处理。试验研究介绍了海洋波浪脉动测试试验、风洞试验研究。虽然上述研究对实际工程具有一定的指导意义,但对深水半潜式钻井平台上钻机井架的相关研究相对不足。为此,指出了海洋钻机井架动态特性应该深入研究的内容。     

海洋石油桩基平台射流辅助沉桩实验

针对海上沉桩施工中容易出现的停锤后打桩困难甚至拒锤现象,提出了高压水射流辅助沉桩的技术设想,并设计了海洋石油桩基平台射流辅助沉桩模型实验装置。通过该实验装置测试了6种不同形状喷嘴产生的射流对土塞表面的作用力,并对土体内应力分布状态进行数值模拟实验,得到了6种喷嘴射流作用下土体内的最大应力和最小应力,验证了模型实验结果。海洋石油桩基平台桩基建设过程中,采用高压水射流辅助沉桩提高桩基建设效率是完全可行的。等变速型喷嘴有限喷距最长,作用在土塞表面中心处的压力也最大。研究结果为海洋石油桩基平台射流辅助沉桩原理样机试制提供了重要依据。     

冲刷后地基土体特性及平台桩基承载力研究

评价冲刷对桩基础的影响常采用将冲刷掉的土层直接移去且认为下层土体物理特性不变的方法。该方法忽略了冲刷前后土体经历的应力历程的差异及由此导致的土体特性变化。基于冲刷作用下砂土地基土体特性的变化,对平台桩基承载力性状进行了研究。对冲刷后砂土地基土体的摩擦角、相对密度和超固结率进行了估算。在此基础上提出冲刷后砂土地基极限土抗力计算公式,并对冲刷后桩基土抗力p-y曲线进行了修正。最后利用SACS 5.2软件分析冲刷后横向受载桩的动力响应。分析结果表明,忽略冲刷后土体特性的变化可能会导致横向受载桩过于保守的设计。     

基于p-y曲线法的受水平载荷水下井口水平度研究

为保证水下井口水平度,并确定其在深水中不产生较大倾斜以避免对井口设备造成损伤,将对水下井口系统起固定作用的表层导管及注水泥环视为单桩体,基于桩基设计规范及海洋石油工程相关API标准对所设计模型进行了校核。根据土体相关特性选择非线性地基反力法p-y曲线法,对井口受波流水平载荷的响应采用非线性弹簧模型进行有限元模拟,并将结果导入基盘防沉垫模型中进行有限元分析,得到水下井口水平度为0. 45°,满足海洋油气工程中对水下井口水平度不超过0. 5°的要求。研究结果对于水下井口的现场应用具有一定的指导作用。     

导管架平台桩土动力相互作用试验研究

为了研究实际平台在饱和土体中的桩土-结构相互作用,建立了缩比模型的导管架平台桩土相互作用试验系统,采用激振器激励的方式,利用MaCras机械及结构模态分析软件测试了所建导管架模型在不同水深下的自振特性。借助ABAQUS/Standard中的管土相互作用单元对试验模型进行了数值模拟,将数值模拟结果与试验结果进行了对比。对比结果发现,用PSI单元模拟桩土动力相互作用能够获得较高的精度,且建立的有限元模型计算效率较高,相对于桩土实体模型或者等效固支模型来说具有明显的优点。     

带桩靴钻井平台插桩过程土压力变化规律研究

为了解决自升式钻井平台在实际插桩过程中实际插桩深度与预测深度误差过大以及可能发生的穿刺问题,需要摸清自升式钻井平台插桩过程中桩靴周围土压力变化规律。为此,在渤海近岸处完成了多组插桩试验,试验利用土压力计测量插桩时桩腿周围应力变化。按照合理方案埋设土压力计,很好的完成了径向、切向和垂向土压力变化规律的研究,为海上钻井平台插桩设计和施工提供科学依据和指导。试验表明,插桩时,桩腿对周围土体的径向影响范围为桩靴直径的3倍,对周围土体的垂向影响范围大于插桩深度的3倍。     

地震激励下管-土动力相互作用试验研究

海底管道的建设往往要考虑地震的影响,而管-土相互作用机理则是进行埋地管道抗震分析的基础。基于Cauchy原理和Buckinghamπ定理进行了试验相似比设计,以保证模型与原型相似,研制了叠层剪切箱来模拟地基边界效应,探讨了管-土间相对位移的试验量测方法,考察了管道埋深、地震动峰值、远近场地震动类型等因素对埋地管道抗震性能的影响,获得了管-土接触面相对位移、管道应变分布等试验数据,分析了管道应变与土体位移的关系。试验发现:管道与土体间的相对位移是管道结构产生应变的主要原因,土体本身以及管-土接触面的非线性发展是影响管-土相互作用程度的决定因素。     

埋设管道竖向抬升时的土体抗力研究

利用有限元软件ABAQUS来建模分析海底埋设管道在疏松、中等密度和致密砂土中不同埋深比下,管道竖向抬升时土抗力随位移的变化。分析结果表明,砂土的竖向土抗力随埋深比增加而增大,竖向土抗力达峰值时管道的竖向抬升位移也随之增大,砂土越密实最大竖向土抗力越大;当埋深比为2、3、4时,土体表面有明显的隆起现象;达到最大竖向土抗力时管道的竖向位移随着埋深增加而增大。分析结果与试验结果和理论结果相符,验证了有限元分析计算的可行性。最后指出,研究管道隆起屈曲过程中竖向土抗力的发挥过程和变化规律具有实际的工程意义。