海上桶形基础平台负压沉贯渗流场有限元分析
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桶形基础负压下沉静力分析
桶形基础是一种常见的地基工程形式,它主要由一个混凝土桶形结构组成,用于支撑建筑物或其他重型设备。
桶形基础通常通过减小地基的侧面摩擦力和增大地基承载力来达到减小沉降和抵抗地震的效果。
这种地基形式在工程实践中得到了广泛应用,并显示出了较好的效果。
在实际工程中,如果土壤的承载力较低或者地面需要稳定,则可以采用桶形基础。
桶形基础的形状通常为圆形或椭圆形,其底部较宽,能够提供较大的承载面积,并通过加宽基础的底部来增加地基的承载能力。
对于桶形基础而言,其静力分析是非常重要的。
静力分析的目的是确定桶形基础的受力状态,包括沉降量、内应力分布等。
通过静力分析,可以评估桶形基础的稳定性,并对其设计进行优化。
在负压分析方面,桶形基础的底部存在一定的负压效应。
负压是指地基内的压力小于大气压力,通常是由于地基下方的土壤不充实或者存在松散的颗粒而导致。
负压分析的目的是确定桶形基础底部的负压大小,并评估其对基础稳定性和沉降的影响。
在沉降分析方面,桶形基础的载荷会引起土体的沉降。
沉降是指地基下沉或下降的现象,是地基工程中一个非常重要的问题。
沉降分析的目的是确定桶形基础的沉降量,并评估其对结构的稳定性和安全性的影响。
在进行桶形基础的静力分析时,需要考虑多个因素,包括土壤性质、地下水位、地震力等。
需要进行合理的假设和模型,并采用适当的计算方法进行分析。
桶形基础的静力分析是非常重要的,可以评估基础的稳定性和安全性,并对设计进行优化。
合理的静力分析结果可以为工程的顺利进行提供有力的支持。
桶形基础负压下沉静力分析【摘要】本文旨在探讨桶形基础负压下沉静力分析的相关问题。
在将介绍研究背景、研究目的和研究意义。
在将分别概述桶形基础负压下沉静力分析、分析设计原理、静力分析方法、数值模拟与实验验证以及影响因素分析。
在将强调桶形基础负压下沉静力分析的重要性,并总结研究成果,展望未来研究方向。
通过本文的探讨,有望为相关领域的研究提供有益的参考和指导。
【关键词】关键词:桶形基础、负压下沉、静力分析、设计原理、数值模拟、实验验证、影响因素、重要性、研究成果、未来展望。
1. 引言1.1 研究背景桶形基础负压下沉静力分析的研究背景主要是由于传统基础结构在软土地区容易产生沉降问题而引起的。
在软土地区,基础结构的沉降会对建筑物的安全性和稳定性造成不利影响,甚至可能导致建筑物的倾斜或倒塌。
寻找一种有效的方法来解决软土地区建筑物基础沉降的问题变得尤为重要。
桶形基础是一种新型的基础结构形式,其特点是在基础底部设置有一定压力的负压,通过负压作用来减小基础底部与土层间的有效应力,从而减小基础的下沉。
这种基础形式在国外已有一定的研究和应用,但在国内仍处于起步阶段。
开展桶形基础负压下沉静力分析的研究对于提高软土地区建筑物基础的抗沉降能力具有重要意义。
通过对桶形基础负压下沉静力分析的系统研究,可以为软土地区建筑物基础设计提供一种新的思路和方法,有助于提高建筑物的安全性和稳定性,为软土地区的建筑工程提供更可靠的基础设计方案。
1.2 研究目的本文的研究目的是为了探讨桶形基础负压下沉静力分析的相关问题,通过理论分析和数值模拟,深入探讨桶形基础在不同条件下的静力特性以及负压下沉的影响机制。
通过对桶形基础设计原理和负压下沉静力分析方法的探讨,我们旨在为工程实践提供科学依据和设计指导,确保桶形基础在实际工程中的安全可靠性。
通过对影响因素的分析和实验验证,我们希望揭示桶形基础负压下沉静力特性的规律性,为工程设计提供更加可靠的参数参考。
筒型基础静压沉放阻力与负压沉放渗流场分析筒型基础能否顺利安装就位,是其实现工程应用的前提。
筒型基础沉放分为自重(静压)沉放和负压沉放两个阶段。
本文结合模型试验,通过有限元方法,对筒型基础在砂土和粘土中的静压沉放挤土效应以及沉放阻力特性进行分析,同时针对负压沉放阶段土体的渗流场和临界负压进行了研究,主要内容如下:(1)首先研究筒型基础在砂土中静压沉放过程。
针对贯入模拟中网格扭曲过大的问题,采用ALE方法,并考虑筒-土摩擦,实现了筒型基础从土表面到预定深度连续沉放全过程的动态数值模拟。
数值分析结果同试验实测符合良好,证明了该方法在模拟贯入问题的可靠性。
分析数值模拟结果中筒壁内外侧土体应力场、位移场以及最大主应力矢量,阐释了筒壁内侧挤土效应远大于外侧的挤土机理及筒壁贯入过程中的“土拱”效应。
之后对剪胀角、内摩擦角以及筒-土接触面摩擦系数进行参数敏感性分析,为该类贯入问题参数选择提供参考。
最后依据数值分析及试验实测结果,考虑筒壁内外侧挤土效应的差异,对传统阻力计算公式进行改进,并利用改进后公式计算沉放总阻力,讨论筒型基础在砂土中静压沉放的阻力特性。
(2)参照单筒模型试验,建立有限元模型模拟了筒型基础在粘土中连续沉放的动态过程。
分析筒壁内外侧土体的应力场和位移场,阐述筒型基础在粘土中沉放的挤土效应。
根据沉放过程中内外壁摩阻力、端阻力及总阻力随沉放深度变化曲线,分析筒型基础在粘土中的沉放阻力特性。
最后对带分舱板的海上风机复合式筒型基础建立沉放模拟数值模型,分析其沉放过程中阻力特性。
(3)筒型基础沉放过程是“土体—渗流—结构”耦合作用的过程。
运用有限元方法对单筒负压沉放过程进行渗流/应力耦合的瞬态分析,建立不同渗透系数的多个渗流计算模型,定性分析了土体渗透性能对负压减阻效应的影响。
将砂土中瞬态分析结果同传统稳态分析对比,可知,稳态分析算得的临界负压较大,偏于危险。
之后对带分舱板的复合型筒型基础负压沉放的渗流场进行了稳态分析,得到分舱板对渗流场及临界负压的影响。
桶形基础负压下沉静力分析
负压下沉是液体在塑料桶形底部形成一个负压而沉积的现象。
一般来说,负压深层沉
降是由于液体高压的作用才能准确衡量的,液体的材料属性及其结构决定了沉降的深度。
塑料桶形基础负压下沉静力分析,是通过研究塑料桶底部的应力-应变关系,来确定塑料
桶形基础负压下沉由于液体力作用而发生的静力。
塑料桶形底部处于一种负压下,即一定的液体体积补充到塑料桶形底部,引起塑料桶
形底部内部形成一种静力,也就是负压下沉静力。
可见,负压下沉静力是塑料桶形基础负
压下沉发生的内部力,只要保证塑料桶形底部受到足够静力作用,就能安全有效的承受负
压下沉过程中液体对其产生的才能。
要进行塑料桶形基础负压下沉静力分析,需要计算塑料桶底部的应力-应变关系。
通
常来说,应力-应变关系是由塑料桶形底部的弹性模量和失稳模量来确定的。
塑料桶形底
部的应力-应变关系是变形过程中外部力和内部力的协同作用的结果。
通过测定塑料桶形
底部的应力-应变关系,可以计算出塑料桶形基础负压下沉静力作用大小,也可以确定塑
料桶形基础负压下沉本草深度。
因此,塑料桶形基础负压下沉静力分析以计算塑料桶形底部的应力-应变关系为基础,从而可以定量的确定塑料桶形基础负压下沉深度,为进行塑料桶形基础负压下沉操作提供
可靠的依据。
海上风电深水海域负压筒基础平台沉桩施工工法海上风电深水海域负压筒基础平台沉桩施工工法一、前言随着能源需求的不断增长和对环境保护要求的提高,海上风电作为一种清洁能源的利用方式,得到了广泛的关注和应用。
在深水海域建设海上风电项目时,负压筒基础平台沉桩施工工法作为一种常用的施工方法,具有施工方便、成本较低、稳定性好等特点。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。
二、工法特点负压筒基础平台沉桩施工工法是指在深水海域,通过利用负压吸附力将桩体固定在海床上,形成稳定的基础平台。
该工法的特点包括施工简便、工期可控、成本相对较低、对深水海域适应能力强等。
三、适应范围负压筒基础平台沉桩施工工法适用于深水海域,特别适用于海底土质较软,承载力较低的情况。
此外,该工法也适用于复杂海洋环境下的施工,如海浪大、水流快等条件。
四、工艺原理该工法的工艺原理是通过负压吸附力将桩体固定在海床上,形成稳定的基础平台。
具体实施该工法时,需要根据海床土质情况和环境水深等因素,采取相应的技术措施,如预埋预制负压筒、沉桩施工及吸附力形成等。
五、施工工艺施工工艺包括以下几个阶段:1)预埋预制负压筒;2)桩体沉桩;3)形成负压吸附力;4)固化基础平台。
六、劳动组织在负压筒基础平台沉桩施工过程中,需要合理组织施工人员的工作,确保施工进程顺利进行。
劳动组织需要包括施工人员、技术人员、安全人员等。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括预制负压筒生产设备、桩体沉桩设备、吸附力形成设备、基础平台固化设备等。
这些机具设备需要具备稳定性好、操作简单、能够适应深水环境等特点。
八、质量控制质量控制是确保施工过程中质量达到设计要求的关键措施。
该工法的质量控制包括对预制负压筒的质检、桩体沉桩过程中的监测、吸附力形成后的稳定性检测等。
九、安全措施在负压筒基础平台沉桩施工过程中,需要注意各个施工阶段的安全事项,特别是对于施工工法的安全要求。
111 /算出不同水位下桶体受力情况见图7中,由图中可以看出,当桶体没于水下时,水位高低对于应力的分布有很大影响,水位增大,应力值明显增大;并且可以得出,随埋深增加,轴向会逐渐减小;桶体径向应力随埋深呈稳定趋势。
(3)埋深为17m时,不同水位作用下桶体mises应力云图埋深为17m时,桶体全部嵌入土中,所受荷载为上部水压力见图8中,由图中可以看出,当桶体没于水下时,水位高低对于应力的分布有很大影响,水位增大,应力值明显增大;并且可以得出,随埋深增加,轴向会逐渐减小。
4.主要结论本章主要通过分析桶体结构在现场安装过程中不同状态下的受力情况,提取出桶体应力沿桶长度方向的分布。
主要结论如下:对不同埋深下桶体进行实际工况下的模拟,可以得出,土面以上的桶体应力随深度变化较小,而土面以下应力值有减小趋势,可见,土体对桶体能起到加固作用。
比较不同工况下桶体整体应力分布,不难看出,随着桶体埋深增加,桶体应力值呈增大趋势,由此得到桶体不同受力情况下最不利的受力情况,即桶体全部埋入时,轴向受力最大。
桶体在水面以上抽真空负压时,径向受力最大。
[1suct i on ca i ssons f or wind turb ines on deepwa ter.[2]DNV-RP-C202,Recommended pract i ce:buckl ings trength of she l l s.De t Norske V er i tas,2010.[3]EN 1993-1-6,Eurocode 3–des ign of s tee ls tructures–part 1–6:s trength and s tabi l i tyof she l l s tructures,1997.[4]Eid H T.Bearing Capaci ty and Set t l ementof Skirted Shallow Foundations onSand[J].International Journal ofGeomechani cs,2012,13(5):645一652.图5 地基土体模型图6 埋深9m 应力沿桶高方向分布值图7 埋深13m应力沿桶高方向分布值图8 埋深17m应力沿桶高方向分布值图4 埋深17m桶形基础概况图2 埋深9m桶体受力情况图3 埋深13m桶体受力情况(a)轴向应力分布(b)径向应力分布(a)轴向应力分布(b)径向应力分布(a)轴向应力分布(b)径向应力分布112/ 珠江水运·2019·12。
浅水软地基海区桶形基础平台的沉贯技术初新杰【摘要】In order to utilize buck foundation platforms for oil extraction in liaodong Bay of Bohai Sea, the technical scheme of anti- scour and inclination adjustment for the bucket foundation platforms was formulated based on the mechanism of negative pressure installation according to its hydrogeological conditions. The suction penetration tests and static force penetration tests were carried out in laboratory. The pumping modules for the suction penetration were designed. The suction installation technology was successfully applied in the JZ9-3W bucket foundation platform so as to provide a set of repeatable pumping module and suction installation technology for buck foundation platforms in shallow water area with weak soft ground and serious seabed scour.%为了在渤海辽东湾海域应用桶形基础采油平台,针对该海域水文地质状况,在负压安装机理研究的基础上制定了桶形基础防冲淘、平台沉贯整体倾斜调整的技术方案,开展室内负压沉贯与静力压贯试验,设计了负压沉贯抽吸泵组模块,并成功应用于JZ9-3W桶形基础平台的海上安装,为在表层地基软弱、海底冲淘严重的浅水区安装桶形基础平台提供了一套可重复利用的抽吸泵组模块和负压安装技术.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2011(031)005【总页数】5页(P68-72)【关键词】桶形基础平台;负压安装;浅水海区;软地基;防冲淘;物理模型试验;渤海辽东湾海域【作者】初新杰【作者单位】中国海洋大学工程学院,山东青岛266003;胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营257017【正文语种】中文【中图分类】TE54海上桶形基础平台是20世纪90年代出现的海上新型采油平台[1],利用平台自重将桶体插入海底一定深度,形成封闭的空间,利用负压技术将桶体贯入海底预定深度,使其承受水压力,并且可以通过向桶内加压使桶体从地基中拔出,实现平台移位和重复使用[2-3]。