饱和土对瞬态荷载响应的初步分析

文中给出两个典型爆炸实验并指出了其中共有的特殊现象即负压的出现。对饱和土在这种瞬态荷载下的响应及负压作用作了初步分析。     

水平荷载作用下张力腿平台吸力式基础的物理模拟

介绍了张力腿平台吸力式基础在水平静载和循环动荷载作用下的离心模型试验。通过水平静载离心试验获得了基础的水平承载力。利用电磁式激振器模拟动荷载,研究在动荷载作用下吸力式基础的动力响应,并比较了荷载强度和基础刚度对基础动力响应的影响。分析结果表明,在动荷载作用下,泥面下1～2 m深度内土体中孔压最大。当动荷载强度超过临界承载力时,基础周围土体有非常强的液化可能性。综合孔压变化和基础沉降规律分析基础有两种可能的破坏模式:振动最初1～2 h内的液化破坏和长时间激振后沉降过大引发的问题。将单桶连接成多桶基础,增大基础刚度,在相同动载强度下,周围孔压增长和激振沉降均小于承受相同荷载条件的单桶基础。     

深基坑变形特性的离心模型试验、数值计算与现场实测对比分析

依据背景工程特点进行抽象简化,得到合适的离心模型试验方案,采用离心模型试验分析紧邻地铁枢纽深基坑工程变形特性。同时建立三维有限元模型对上海地区某紧邻地铁超深基坑变形特性进行数值模拟,分析中土体本构关系采用考虑土体小应变特性的HSS模型进行描述,并与现场实测结果进行对比分析。研究表明:模型试验、理论计算及现场实测3种方法所得出的深基坑变形特性定性规律基本一致,但在量值上有较大的差别,其中采用考虑土体小应变特性的HSS模型能够较好地模拟超深基坑的变形特性。     

离心机在海洋平台基础实验研究中的应用进展

对离心机在海工结构基础实验研究中的应用进行了综述,包括模型实验的理论研究、实验设备的发展、开展的典型实验等。指出了其中的不足和今后的发展方向。     

确定前期固结压力的一个简单数学模型

前期固结压力是判断土应力历史的最常用指标。为能够更加准确地确定前期固结压力,首先将超固结土压缩线上曲率最大时所对应的竖向应力引入到单对数坐标中,建立正常固结土和超固结土统一的一维压缩线方程。然后,基于该方程严格推导出前期固结压力的计算式。该计算式是一个显式函数,无需采用编程计算,且只需土的压缩指数Cc及一维压缩线的渐进线在单对数坐标中的纵轴截距N两个常见参数,便于工程师应用。最后,通过两个算例验证所提数学模型的合理性。     

膨胀岩中油井套管力学响应分析

针对存在混凝土衬砌与否两种情况,对油井套管?膨胀围岩体系进行了三维轴对称有限元分析。结果表明,在围岩产生的膨胀压力下,存在混凝土衬砌时,径向位移最大值发生于混凝土衬砌与膨胀岩交界处;没有混凝土衬砌时,径向位移最大值在油井套管与膨胀岩的交界处。故完好的混凝土衬砌能明显地减缓膨胀岩对油管套管的挤压作用。在围岩膨胀压力下,油井套管容易发生颈缩现象。     

水平动载下桶型基础周围土体软化的离心机模拟

为了探讨海洋平台桶形基础在水平动载荷下的响应特性,为实际工程设计提供依据,本文以等效动冰载作用为例,对饱和砂土地基上桶形基础的动力响应进行了离心机实验研究.通过实验发现,沿深度方向,孔隙水压力从土体表层到土体下部逐渐减小,当土体表层已液化,下部土体(桶底面高程位置)的孔隙水压力增加还很小,桶的总承载力降低约17%.;沿水平方向,孔隙水压力发展从桶壁近区到远处逐渐衰减,在离桶壁3%桶直径处,液化指数(孔隙水压力除以初始有效应力)已为1.0,在离桶壁23%桶直径处,液化指数为0.4.随载荷幅值增加,土体软化、液化发展加快;在实验范围内,随压重增加,上部土体影响增加;在桶直径一定条件下,土体响应随桶高的减小而增加.     

等效动冰载下桶形基础的响应

对饱和砂土地基上等效动冰栽下桶形基础的响应进行了实验研究。考察了均匀土层情况下的变形和影响区域，对承栽特性进行了分析。结果表明，由于动冰栽的作用，桶基周围土体逐渐软化甚至液化，土体强度降低，桶逐渐下沉，桶周围影响逐渐扩大，但是变形和影响区的发展逐渐达到一个稳定状态。该稳定状态可以作为工程设计时的一个重要参考。     

天然气水合物分解对井筒周围土层变形的影响

通过运用FLAC3D软件建立三维土体模型,采用具有塑性流动特性的摩尔库仑模型并参考我国近海海域地形和地质参数,分析水合物分解后的井筒周围土体变形,重点讨论天然气水合物分解范围、土层倾角、井筒与土体间的连接方式等因素对土体变形的影响,对深水天然气水合物的开采土体稳定性和安全性进行评估。结果表明:水合物分解范围对土体变形影响最大,水合物分解范围越大,储层的沉降越大;当分解范围超过某临界值时,井筒周围土体发生破坏。这些结论可为深水水合物开采及勘探时的井筒安全评估提供参考。     

天然气水合物分解对地层和管道稳定性影响的数值模拟

利用ABAQUS有限元程序,对海底管道及其附近地层的应力和位移场随着水合物分解范围逐渐扩大的变化情况进行了数值模拟计算。结果表明,水合物分解对管道、地层的变形和应力分布的影响显著,随着水合物分解范围的扩大,管道和地层的变形显著扩大,管道由小变形逐渐变化为整体倾倒变形,即失稳。在工程设计中,为保证地层中管道的安全,应严格控制管道附近水合物的分解范围。