不同加载位置及角度下裙式吸力基础抗拔特性

裙式吸力基础作为海洋平台的基础可以有效地提高基础承载力和减小其侧移量。基于数值模拟研究了6个荷载作用位置以及6种荷载作用角度影响下,分层土中裙式吸力基础的倾斜抗拔承载特性及土体变形规律。结果表明：裙式吸力基础的倾斜抗拔承载力随荷载作用点深度的增加呈现先增大后减小;不同荷载作用角度下,最大倾斜抗拔承载力时的荷载作用点位于基础顶面以下0.50~0.57倍基础埋深处;在不同荷载作用点处吸力基础的倾斜抗拔承载力与荷载作用角度均呈反比的规律;随着荷载作用角度的增大,极限状态下,基础周围土体滑动面与水平方向夹角也逐渐增大。     

倾斜荷载作用下沉箱基础的极限承载力计算方法

为了确定沉箱基础在顶部受到倾斜荷载时的抗拔承载力,利用极限包络线方法进行分析。基于15组模型试验以及合理假定,提出了水平荷载、竖向荷载作用下沉箱基础的极限抗拔承载力函数,通过分析水平、竖向极限承载力系数与长径比的关系,提出了水平、竖向荷载作用下沉箱基础的承载力计算方法。基于不同长径比、不同荷载作用角度下沉箱基础的水平承载力归一化分量和竖向承载力归一化分量之间的破坏包络线图,得到了两者之间的幂函数关系,从而得到了沉箱基础在倾斜荷载作用下的极限承载力。     

竖向荷载下裙式吸力基础周围土体变形研究

对饱和细海砂中传统吸力基础与裙式吸力基础开展了竖向单调加载试验和有限元模拟的对比研究,获得了基础周围砂土的变形规律及基础破坏形式,讨论了"裙"结构对基础周围土体变形的影响。研究发现:极限状态下,传统吸力基础周围土体变形范围小于裙式吸力基础周围土体变形范围,减少幅度为31%~55%,说明裙式吸力基础调动了较大范围土体发挥作用以提高其水平承载力。裙宽会引起土体的变形增大,而裙高可以对周围土体进行约束;裙宽相同时,土体变形范围随裙高的增大逐渐减小。在竖向压力荷载作用下,传统吸力基础与裙式吸力基础在砂土中的破坏形式符合Prandtl整体剪切破坏。     

海洋平台地基基础变形破坏离心模拟和极限分析

吸力式基础是海洋平台的一种新型基础形式,具有承载力高、成本低、可重复使用和适应各种复杂的海洋荷载环境等优点,在近海滩涂和深海石油开发中有广泛的应用。针对中国近海地质条件和海洋环境开展吸力式基础承载特性的研究,研制了离心机上电磁式、长历时、大负载、宽频率范围激振器,实现了对结构施加循环水平动荷载。进行了一系列海洋平台吸力式基础离心模型试验,揭示了结构振动荷载作用下基础变形失稳机理,得到了荷载强度和结构刚度对基础稳定性的影响。提出了能够考虑竖向荷载、水平荷载和弯矩联合作用、基于塑性力学上限定理的桶基-地基的三维极限分析方法。     

桶长对吸力桶基础承载特性影响的数值模拟研究

以某海域海上风电工程导管架吸力桶基础为研究对象,采用ABAQUS有限元数值模拟软件,开展不同桶长吸力桶基础的承载特性研究.结果表明,吸力桶基础水平与竖直承载力均随桶长增加而增加;水平荷载下,吸力桶基础顶部土体产生与荷载同向位移,底部土体则出现相反位移,吸力桶基础的破坏模式为旋转破坏;竖直荷载下,吸力桶底土体形成勺形破坏...     

竖向荷载下GRF桩基础锚杆的承载机制分析

锚杆是GRF桩基础区别于普通直桩的显著区别,为了进一步揭示GRF桩基础锚杆的承载机理,结合已有实测数据,利用有限元软件MSC.Marc,建立GRF桩基础的三维非线性模型,分析竖向荷载作用下GRF桩基础锚杆的承载机制。结果表明:锚杆对于GRF桩基础的承载力贡献随着桩顶荷载的增加而增大;当桩顶荷载增大到一定值时,锚杆对桩基础承载力贡献会显著的增大;在一定的范围内,锚杆间距对GRF桩基础的极限承载力、沉降量和端阻力影响甚微,模型试验结果与现场实测数据较为吻合。研究结果对进一步揭示GRF桩基础锚杆的承载机理有一定的参考价值。更多还原     

水平、弯矩荷载作用下桩基承载特性的离心模型试验研究

通过几组离心模型试验及成果分析,研究了桩基在水平、弯矩组合荷载作用下的承载机制和承载力屈服包络线特性。结果表明：桩基在水平、弯矩组合荷载作用下承载力屈服包络线形状近似为椭圆形,其承载力屈服包络线方程可用椭圆方程来近似表示;水平、弯矩组合荷载作用下桩基承载力屈服包络线方程为检验桩基在水平、弯矩组合荷载作用下桩基的安全性提供了依据;在桩基设计过程中必须要考虑水平荷载和弯矩荷载之间的相互影响作用。     

循环拉拔荷载作用下裙式吸力基础及周围土体的位移规律分析

吸力基础安装方便、造价低、承载性能优良,是海洋平台最理想的基础形式之一。通过有限元模拟的方法,对裙式吸力基础在循环拉拔荷载下的基础及周围土体的位移规律进行研究。分析得出,基础在循环拉拔荷载作用下对基础周围土体变形的影响范围约为6～7倍主桶直径,裙式吸力基础的主桶高与裙高是控制基础与周围土体水平位移的主要因素,裙宽是控制基础周围土体竖向位移的主要因素。     

沿深度强度增加软土中吸力锚循环承载力模型试验

采用分层底部真空预压技术,在模型试验箱内制备了强度沿深度增加的模型试验土层。进而利用自行开发的电动伺服加载装置,在荷载控制方式下,针对水平破坏模式,进行了2种直径的吸力锚在最佳系泊点受倾斜方向静荷载与循环荷载共同作用下的承载力模型试验。试验结果表明,循环荷载作用过程中,锚的循环变形没有明显增加,导致锚破坏的是循环累积变形。强度沿深度增加软土中吸力锚循环承载力的相对变化规律和均一强度软土中吸力锚循环承载力的相对变化规律一致,当循环破坏次数为100时,循环承载力是静承载力的90%左右;当循环破坏次数增加至2 000时,循环承载力减小至静承载力的70%左右。锚径的变化只影响循环承载力的大小,不影响循环承载力的相对变化。对强度沿深度增加土层中的吸力锚,循环荷载导致的吸力锚竖向阻力弱化程度大于水平阻力弱化程度,这也与均一强度土层中吸力锚受循环荷载作用时的性态一致。     

水平荷载下饱和软黏土中裙式吸力基础承载特性

海上风力资源的开发目前是世界各国关注的能源热点问题。裙式吸力基础能有效提高基础的水平承载力及显著控制所产生的水平位移,非常适合作为海上风电塔架的基础。针对裙式吸力基础在饱和软黏土中的水平受荷情况,采用数值分析的方法,讨论了不同裙尺寸对裙式吸力基础的水平承载力、周围土体变形、转动点位置的影响。研究发现:裙式吸力基础水平承载力比传统吸力基础有显著提高,且随裙高和裙宽的增大而增大;对比传统吸力基础,裙式吸力基础达到极限承载力时,对周围土体的影响范围更大,然而沿加载方向基础前侧土体隆起量明显小于传统吸力基础;增大裙高,基础达到极限承载力时转动点沿基础埋深发生上移。研究成果对作为风电塔架的裙式吸力基础设计具有一定参考价值。     

倾斜荷载作用下吸力桶承载性能分析

以砂土地基中吸力桶为分析对象,建立能够考虑主应力方向旋转的本构模型,通过数值分析方法进行积分,在不同荷载倾斜角度条件下研究等效塑性应变分布及土体主应力方向的旋转变化,分析倾斜荷载对吸力桶承载性能的影响。研究结果表明:等效塑性应变主要在桶壁外围和桶端下部等区域集中分布,桶体内部土体处于弹性变形状态;荷载倾斜角度对竖向荷载-位移关系的影响比较微弱,对水平荷载-位移关系的影响则比较显著;土体主应力方向在变形初期的旋转非常显著,随着倾斜角度的增加,主应力方向的旋转逐渐显著;当竖向位移在(0.05～0.10)D范围时,主应力方向达到稳定状态,不再旋转。     

水利工程沉井地基处理案例分析

苏州工业园区木沉港泵闸及水立交工程,在娄江河下部采用水立交的方式布设一个引清通道,在娄江河南北两侧布设始发井和接收井二个沉井。文章通过对沉井天然地基进行承载力验算,得出了需要对地基进行处理、采用砂垫层的施工方案。本工程案例可为其他类似工程提供参考,从而起到保证工程质量和安全,杜绝安全事故的作用。     

基于滑移线理论的非饱和土条形地基承载力计算

为了对非饱和土平地地基的极限承载力进行理论计算和定性分析,对非饱和土条形地基的承载力进行了计算,将基质吸力和有效应力系数引入平衡方程,构建含有非饱和参数的滑移线方程,并采用滑移线法将得到的非饱和土滑移线方程改为差分方程进行求解。综合讨论了黏聚力、内摩擦角、地下水位及垂直不饱和流速对非饱和土条形地基承载力的影响,并计算了不同情况下的非饱和土条形地基承载力,得出非饱和土平地地基的极限承载力和平均承载力均要大于饱和土地基。计算所使用的基质吸力不是一个定值,更符合实际情况,研究成果为非饱和土地基承载力计算提供了一种参考。     

土工合成材料加筋土地基承载性能数值分析

对土工合成材料加筋地基进行了数值模拟, 旨在研究加筋材料布置方式对加筋地基承载性能的影响及其变化规律。在已有加筋土地基模型试验结果的基础上, 建立了加筋土地基数值模型, 针对不同的加筋材料布置方式, 进行有限元计算并对结果进行了系统分析。分析结果表明:①随首层筋材埋深的增大, 承载力提高系数先增大后减小, 存在峰值;②加筋土地基承载力提高系数随加筋层数的增加而增大, 但不宜超过3层;③承载力提高系数随加筋层间距的减小而增大, 但存在一个合理的布筋间距;④随加筋长度增加, 地基承载力提高而基础沉降减小, 但加筋长度增加不宜超过3倍基础宽度。所得出的结论是, 基础下存在一个合理的布筋范围, 超过此范围, 加筋对提高地基承载力作用不大。分析成果可为土工合成材料加筋土地基的工程应用提供借鉴。     

端承型桩基础在扶壁式挡墙中的应用

提出端承型桩基础的处理方式,从竖向承载力、抗滑移及抗倾覆等方面对双排桩的端承型桩基础进行力学分析,并举例论证,得出扶壁式挡墙的端承型桩基础的作用发挥与桩径、桩间距及嵌岩深度等因素有关。     

砂土中支盘桩抗压性能试验研究

支盘桩轴向受压过程是桩与周围土体相互作用的过程,研究支盘桩桩周土体的变形破坏机理对支盘桩竖向承载力的预测具有重要的意义.通过利用粒子图像测速技术进行了一系列的室内双支盘桩模型试验,对轴向荷载作用下支盘桩桩周土体变形特性进行非介入式测量.试验结果表明,不同相对密度下的荷载-位移曲线存在明显差异,相对密度增大可以大幅度提高...