鱼雷锚贯入土体过程数值分析
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锚下应力计算范文
在进行锚下应力计算时,需要知道以下几个关键参数:
1.锚固点处的荷载大小:锚杆的受力特点主要由锚固点处的荷载大小
和分布情况决定。
通常可以通过实际测力仪器来获得准确的数据。
2.锚杆的几何尺寸:锚杆的几何尺寸是计算锚下应力分布的重要参数,包括锚杆的直径、长度和布置方式等。
3.基坑土体的力学参数:基坑土体的力学参数包括土体的弹性模量、
剪切模量和黏聚力等。
这些参数对锚下应力计算具有重要的影响。
在进行锚下应力计算时,可以采用有限元或解析方法。
有限元方法是
现代土力学计算的主要方法之一,通过将计算区域分割成小的有限单元,
利用数值方法求解出锚下应力分布情况。
解析方法则是通过解析求解出锚
下应力的解析解,得到锚下应力的近似值。
1.确定锚杆的几何尺寸和锚固点处的荷载大小。
2.根据泰勒公式和土体的力学参数,计算出锚下应力的近似解。
3.利用有限元或解析方法,对锚下应力进行精确计算。
4.根据计算结果,评估锚杆的稳定性和土体的承载能力。
需要注意的是,在进行锚下应力计算时,还应考虑土体的不均匀性和
锚杆的延伸长度等因素。
土体的不均匀性可以通过考虑不同土层的力学参
数来采取相应的修正系数。
锚杆的延伸长度则可以通过对锚杆末端的支撑
条件进行分析来确定。
总之,锚下应力计算是一个复杂的土力学问题,需要综合考虑多个因素的影响。
通过合理选择计算方法和适当的参数,可以得到准确的锚下应力分布情况,为工程设计和施工提供重要的参考依据。
黄6市某办公建筑室内外风环境模拟研究彭人杰1,胡浩威0(1.安徽建筑大学,安徽合肥230601; 2.安徽省绿色建筑先进技术研究院,安徽合肥2306013安徽建筑大学建筑室内热湿环境重点实验室,安徽合肥230601)作者简介:彭人杰(1997-),男,安徽安庆人,研究生就读于安徽建筑大学供热、供燃气、通风及空调工程专业。
专业方向:建筑节能。
摘要:建筑风环境是影响办公人员舒适与效率的重要因素,文章针对既有办公建筑风环境优化进行模拟研究,结合黄山市某办公建筑自然通风情况实例详细论述,探讨风环境优化的最佳方案。
关键词:既有办公建筑;室内通风;CFD;换气次数基金项目:“十三五”国家重点研发计划项目(项目编号:No.2017YFC0702600);智能建筑与建筑节能安徽省重点实验室开放课题(项目编号:No.IBES2018KF06)s, s ,粽护辑徵中图分类号:TU243文献标识码:A文章编号:1007-7359(2021)05-0063-04 DOI:10.16330/ki.1007-7359.2021.05.0330前言随着我国社会发展水平的不断提高,建筑业也得到了大规模的发展⑶。
目前据统计,我国既有建筑的面积约800亿m3。
大规模工程建设已进入向乡村开发,建筑存量时代。
而据有关资料显示,我国建筑的寿命约有30年,而由于现实使用及环境等多方面因素,往往达不到建筑寿命就难以使用1其中尤属办公建筑损耗最为严重,因此对既有建筑的节能改造研究也是热门方向。
既有办公建筑设计作为一个既有建筑的重要类型之一,随着我国使用的年限的不断发展增加其建筑市场需求能耗也不断增长,逐渐不能满足建筑内办公管理人员的对于办公环境健康、舒适、环保等要求。
所以在正常的建筑寿命内,对既有办公建筑进行适当的绿色节能改造,发挥其最大效益是非常必要的。
室内风环境作为既有办公建筑节能改造的重要一环1对于室内工作人员的健康舒适度有重要影响。
所谓风便是由高气压的空气向低气压的空气流动而产生的结果,通风也是使用者对建筑的最基本要求之一。
摘要深水锚是深水系泊系统的核心组成部分,而重力贯入锚作为深水锚的最新发展,具有其它深水锚难以企及的综合优势,尤其是OMNI-Max锚具备可抵御灾害条件的特殊能力。
本文基于深水锚固结构的工程背景,以重力贯入锚为基本研究对象,通过大变形有限元数值模拟和理论分析两种研究方法,研究锚在安装过程中的关键技术和锚在海床中的运动特性,建立起预测重力贯入锚入土速度、初始贯入深度和旋转行为的数值和理论分析模型,考察了相关参数对重力贯入锚初始贯入行为和OMNI-Max锚旋转行为的影响。
基于本文所建立模型的分析结果,加深对重力贯入锚安装过程及复杂运动行为发生机理的认识,以期为工程应用提供有益的建议。
针对重力贯入锚初始贯入行为的研究,本文建立了一套可以预测重力贯入锚初始贯入行为的数值分析模型:依据牛顿第二定律,建立重力贯入锚在水中的运动模型,并预测锚的入土速度;采用大变形有限元分析技术耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)法数值模拟重力贯入锚在海床土中的初始贯入行为,考虑了应变率与应变软化效应和水流拖曳力,并合理地处理了锚-土界面摩擦,研究了锚的运动行为、土体流动机理、土体破坏模式及土体强度响应。
通过与鱼雷锚和OMNI-Max 锚的现场试验数据进行对比,验证了数值模型的可靠性。
同时,针对已有的两种理论模型进行修正,引入水流拖曳力的影响。
由于对重力贯入锚运动行为的发生机理缺乏认识,理论研究方法难以着手,同时试验研究的开展也受经济性、可行性等因素的限制。
在这样的条件下,利用大变形有限元法提出一套有效可靠的分析模型并将之应用于重力贯入锚旋转行为的研究中,具有极其重要的意义。
基于CEL法,建立了考虑缆绳影响的OMNI-Max锚运动行为的数值分析模型,其中缆绳的影响通过缆绳方程来考虑。
探讨影响OMNI-Max锚旋转行为的主要因素,包括:锚初始埋深、土体强度、拖曳角、拖曳速度和缆绳方程等参数。
通过参数考察,加深对OMNI-Max锚旋转行为的认识,并建立能够准确描述OMNI-Max锚旋转行为的经验公式,为OMNI-Max锚运动轨迹的预测提供帮助。
基于鱼雷锚施工的海洋组合式锚泊基础刘金龙,祝磊,姚军,肖*(合肥学院城市建设与交通学院,安徽合肥230601/述±H ffl drr注W W 團作者简介:刘金龙(1979-),男,江西宜丰人,毕业于中科院武汉岩土力,博士,授。
研究方向:岩土工程。
基金项目:安徽省教育厅2020年度高校优秀拔尖人才培育项目;安徽省重点研究与开发计划项目(202004a050200*2、202004h07020002);安徽省自然科学基金项目(2008085ME168);安徽省高自重d项目(KJ2019A0822);安徽省高校优秀青年人才支持项目(gxyq2020067)摘要:鱼雷锚安装时不需要借助任何外力,仅需在离海底足够高的位置将其垂直释放,使其靠自身重力下落,具有结构简单、可重复使用、制造成本低、安装便捷的特d,若能利用该优d,把鱼雷锚变成一种施工工具,必将促进海洋锚泊基础施工技术的进步与发展。
提出了一种基于鱼雷锚施工的海洋锚泊基础,其由两部分相互组合而成,利用两个无尾翼鱼雷锚贯入海床后,两部分结构能发生相对独立的位移,锚泊基础整体能与土体发生的,能提的锚泊力。
关键词:锚泊基础;组合式;鱼雷锚中图分类号:P754文献标识码:A文章编号:1007-7359(2021)05-0092-03DOI:10.16330/j.c n ki.1007-7359.2021.05.045!引言鱼雷锚是动力贯入锚的一种,一般长约15m,重达130t。
锚自身的形状类似鱼雷,故得名鱼雷锚。
鱼雷锚可分为有尾翼和无尾翼两种类型,有尾翼的锚身—般有4个尾鳍。
鱼雷锚锚身形如圆柱状,内部中空,可以填充高密度的材料如混凝土、废金属等来增加自重和降低锚重心而维持其稳定性,下端部呈锥形状,便于贯入海床土体中。
鱼雷锚安装快捷方便,安装时不需要借助任何外力,仅需在离海底足够高的位置将其垂直释放,使其靠自身重力下落,并在碰撞海底时,借助高加速度导致的巨大惯性力而贯穿海床至一定深度。
边坡锚喷支护计算书案例1、面层土压分布和破裂面的确定1.1面层土压力的分布未加筋的素土边坡,是很容易发生快速滑裂的。
锚喷支护体系由锚杆、复合土体、钢筋网与喷射混凝土面层组成,其土压力分布与挡土墙、桩、板等支护结构不同。
本计算书以图1土压力分布作为计算依据。
2、在进行大量的工程实践和理论分析的基础上,对黄土类粉土和粉质粘土,作用在面层上的土压力分布,我们采用简化形式,如图2所示。
q 1=0q 1.75=20*0.47+20*1.75*0.47-2*16*0.47 =3.91(Kpa )q 1.5=q 1.75*1.51.75 =3.91*1.51.75=3.35(Kpa ) (2)Ka=tg2(45°-φ2)=0.47 (3)P=20KN/m(4)锚杆抗拔力T=14.4KN/m以后将保持不变的土压力。
3、 破裂面的确定3.1对于均质土陡坡,在无支挡条件下的破坏是沿着库伦破裂面发展的;但在锚喷支护情况下,复合土体潜在破裂面不是沿库伦破裂面发展的。
参照图1的破裂面形式,经过大量工程实践,可得出简化破裂面形式如图3所示。
3.2支护后的稳定分析(1)内部稳定性分析支护结构内部稳定性分析,主要考虑单根锚杆的受力状态,计算时不考虑锚杆的受弯和剪切作用,仅按受拉杆进行验算。
已知fy=310Mpa [采用φ18钢筋作为土钉,长度为2200mm ,间隔为1.5m 为条件]Fg =Agfy=14 π*0.0182m 2*310*106N/m 2=78.89(KN)L 0=2.2-1.05=1.15mT 1=TL 0=14.4*(2.2-1.05)=16.56(KN )T 2=TL 0=14.4*(2.2-1.05)=16.56(KN )T 3=TL 0=14.4*(2.2-1.05)=16.56(KN )因Fg>Ti 取F 1=T 1=16.56(KN) F 2=T 2=16.56 (KN) F 3=T3=16.56 (KN) q 1=0q 2=q 1.5=3.35KPaq 3=q 1.75=3.91KPaSx =1.5m,Sy =1.5mE 1=0E 2=E 1.5=3.35*1.5*1.5=7.54(KN )E 3= E 1.75= E 3.5=1.0*3.91*1.5*1.5=8.80(KN )K 1为无限大K 2=16.567.54 =2.20>1.2 K 3=16.568.8=1.88>1.2 M W =12 *(2.2*1112 )2(20*3.5+20)=183.01KNM Q =13 (12 *20*3.52*0.47)*2*16*3.5*0.47 +2*16220 )(3.5-2*16/20*0.47 )+12 *20*3.52*0.47=60.06KNF X =(20*2.2*1112 +20*2.2*1112 *3.5)*0.4=72.6KNEax=12 *20*3.52*0.47-2*16*3.5*0.47 +2*16220 +20*3.5*0.47=39.292KNK S =Fx Eax =72.6/39.292=1.854、外部稳定性分析(1)抗倾覆验算由式(6)、(7)、(8)得:K Q =Mw MQ =183.0160.06 =3.05>2.0满足要求。
吸力锚负压沉贯下沉过程中土塞生成的数值
分析
吸力锚负压沉贯是一种新兴的土塞开挖方法,它在某些特殊情况
下可用于开挖裂隙和低强度地层。
在它的运行中,有一个土塞被沉贯
到岩石的地下,以防止地下水的入侵。
这种土塞是通过负压泵将泥沙
和水一起抽取出来,然后在目标位置喷放到地表之上形成一个提前构
造的土塞。
在实际应用中,该技术对于研究土塞生成过程有很大的意义。
因此,数学和计算模型对于研究土塞在吸力锚负压沉贯下沉过程中的变
化是必不可少的。
在这方面,已有一些相关的数学模型,如革氏改进的非饱和流动
元模型,用于研究土塞的形成过程。
这些模型的应用可以有效调整压力,预测土塞的形成速度以及影响压力的因素,并对不同工程应用参
数进行模拟。
另外,也有计算模型,如基于有限元分析的土塞生成模型,也可
以用来研究土塞形成过程。
这种模型可以进一步计算出土塞形状,预
测土塞内部压力,从而提供有用的指导意见。
总之,吸力锚负压沉贯过程中土塞生成的数值分析具有显著的意义。
结合相关模型和计算方法,可以预测土塞形成过程中发生的状态,并针对不同的问题提出有效的解决方案。
山东农业大学学报(自然科学版),2024,55(2):262-269Journal of Shandong Agricultural University ( Natural Science Edition )VOL.55 NO.2 2024 doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2024.02.016鱼雷锚拉拔过程的三维有限元模拟分析桑梓涵1,赵秋红2,吴多华1,张健1*,高强1,姚凯31. 山东农业大学水利土木工程学院,山东泰安 2710182. 济南黄河路桥建设集团有限公司,山东济南 2500003. 山东大学深圳研究院,深圳 518057摘要:随着海洋风电由浅海走向深海,固定式海洋平台逐渐被漂浮式海洋平台取代。
鱼雷锚基础作为漂浮式锚泊系统的基础部件,克服了固定式锚泊系统在安装过程中依赖水深等特点,成为海洋风电走向深海的“主力军”。
为研究鱼雷锚基础的拉拔特性,本文基于PLAXIS 3D有限元软件开展了鱼雷锚拉拔过程的数值模拟研究,分析了鱼雷锚贯入土体后的最终贯入深度、倾斜状态对拉拔位移和鱼雷锚变形的影响规律。
研究结果表明,鱼雷锚的拉拔位移随贯入深度的增加而减小,并且对鱼雷锚进行倾斜可有效减小鱼雷锚的拉拔位移。
该研究成果可为鱼雷锚的设计和安装提供有益的借鉴与参考。
关键词:鱼雷锚;有限元分析;拉拔位移;鱼雷锚变形中图法分类号:U675.922文献标识码: A文章编号:1000-2324(2024)02-0262-08Three-dimensional Finite Element Simulation Analysis of Torpedo Anchor Pulling ProcessSANG Zi-han1, ZHAO Qiu-hong2, WU Duo-hua1, ZHANG Jian1*, GAO Qing1, YAO Kai31. School of Water Conservancy and Civil Engineering/Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, China2. Jinan Yellow River Road and Bridge Construction Group Co., Ltd., Jinan 250000, China3. Shenzhen Research Institute of Shandong University, Shenzhen 518057, ChinaAbstract: With the offshore wind power from shallow sea to deep sea, fixed offshore platforms are gradually replaced by floating offshore platforms. As the fundamental part of a floating mooring system, the torpedo anchor foundation eliminates the installation-related drawbacks of a fixed mooring system, such as reliance on water depth, and serves as the "main force" of marine wind power to the deep sea. This paper used PLAXIS 3D finite element software to conduct a numerical simulation study of the torpedo anchor pull-out process to investigate the pull-out characteristics of torpedo anchor foundations. The pull-out displacement and torpedo anchor deformation were studied in relation to the torpedo anchor's ultimate penetration depth and inclination condition after it has penetrated the soil. The findings indicate that as penetration depth increases, the torpedo anchor's pullout displacement reduces. Additionally, the slant of torpedo anchors can effectively lower this pullout displacement. The research results can provide useful reference for the design and installation of torpedo anchor. Keywords: Torpedo anchor; finite element analysis; pulling displacement; torpedo anchor deformation由于近海空间资源有限,海上风能开发逐步由浅海向深海迈进,在此过程中,固定式支撑结构被漂浮式支撑结构替代。
第46卷 第8期 2019年8月天 津 科 技TIANJIN SCIENCE & TECHNOLOGYV ol.46 No.8Aug. 2019收稿日期:2019-07-18基础研究一种嵌入土体的锚链反悬链线形态分析软件徐 峰,谭红莹,赵佳宁,王江宏,陈 曦(海洋石油工程股份有限公司 天津300451)摘 要:在前人研究的基础上,建立了土体中锚链反悬链线的数值计算模型,利用MATLAB 软件编制了土体中锚链形态的计算分析程序。
通过与国外工程公司计算结果的对比,验证了自编软件计算结果的准确性和可靠性,从而为工程项目系泊基础的设计提供技术支持和指导。
关键词:锚链 反悬链线 数值计算模型 自编软件中图分类号:P75 文献标志码:A 文章编号:1006-8945(2019)08-0031-03A Software for Configuration Analysis of Anchor ChainInverse Catenary in SoilXU Feng ,TAN Hongying ,ZHAO Jianing ,WANG Jianghong ,CHEN Xi(Offshore Oil Engineering Co. Ltd.,Tianjin 300451,China )Abstract :Based on the previous studies, this paper establishes the numerical calculation model of the anchor chain inverse catenary in the soil. The calculation and analysis program of anchor chain configuration in soil is compiled by MATLAB software. Through comparison with the calculation results of foreign engineering companies, the accuracy and reliability of the in-house software calculation results are verified, which provides technical support and guidance for the design of moor-ing foundation of engineering projects.Key words :anchor chain ;inverse catenary ;numerical calculation model ;in-house software1 研究背景深水系泊系统中,嵌入水底土中的锚链由于土壤提供的侧向支撑而呈现典型的反悬链线状,如图1所示。
考虑颗粒破碎的砂土中鱼雷锚贯入离散元分析
刘鑫;董广阳;史旦达
【期刊名称】《水文地质工程地质》
【年(卷),期】2024(51)1
【摘要】鱼雷锚作为一种新型深海锚固装置,在海洋油气开发等工程中应用广泛,但目前关于钙质砂海床中鱼雷锚贯入特性的研究较为匮乏。
基于离散元方法,对钙质砂地基中的鱼雷锚贯入过程进行了数值分析,通过与已有室内试验结果的对比验证了数值模型的可靠性,数值模拟重点分析了鱼雷锚贯入过程中锚周土体颗粒破碎的演化规律及其对锚体贯入特性的宏细观影响。
结果表明:在鱼雷锚贯入过程中,锚尖及锚端周围土体破碎严重,锚侧颗粒破碎相对较弱,颗粒破碎数量随着贯入深度的增加而增加;颗粒速度场分布基于锚体中心轴基本对称,随着贯入深度的增加,颗粒速度场分布范围扩大,颗粒运动速度峰值在贯入过程中先增加后下降;随着贯入深度增加,应力峰值先增加后逐渐减少,在翼板开始接触土体后,应力峰值达到最大值。
研究结果可为岛礁工程动力锚贯入设计提供参考。
【总页数】11页(P91-101)
【作者】刘鑫;董广阳;史旦达
【作者单位】上海海事大学海洋科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU47;U653.2
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船舶应急抛锚贯入深度计算方法研究
黄勇
【期刊名称】《航海》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】本文应用常规公式和有限元CEL大变形分析法,研究了3.5万吨级船舶7.09 t船锚、20万吨级船舶13.35 t船锚、40万吨级船舶18.8 t船锚在长江电力隧道工程锚地、航道等区域的应急抛锚贯入深度情况。
常规公式法计算的最大应急抛锚贯入深度为4.37 m,CEL大变形分析法计算的最大应急抛锚贯入深度为5.33 m,常规公式无法考虑贯入过程中土壤的竖向和横向推力的变化,计算结果相对偏小,CEL大变形法则能考虑多层土壤刚度以及土壤刚度随土层变形增加后的折减,计算精度相对较高。
针对地层组成多变的复杂情况,建议采用计算过程客观、精度高的有限元CEL方法。
【总页数】5页(P37-41)
【作者】黄勇
【作者单位】中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U66
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