新型法向承力錨極限承載力分析.pdf

1、法向承力錨(VLA)是一種可以在深水作業(yè)的新型拖曳式錨,相比其他深水系泊系統(tǒng)錨基礎(chǔ),VLA具有安裝回收方便,可重復(fù)利用,高承載力等優(yōu)點。因此,此類型錨基礎(chǔ)在深水工程中備受青睞。
　　 極限承載力(UPC)是衡量VLA性能的一項重要指標(biāo)。準(zhǔn)確評估錨的抗拔承載能力對于保證海洋工程結(jié)構(gòu)物的安全和正常工作具有重要意義,同時有利于規(guī)劃錨體的安裝布局,優(yōu)化錨的布置,從而減少錨的使用數(shù)量,以節(jié)省經(jīng)濟支出和安裝回收成本。
　　 本文首先

2、介紹了兩款法向承力錨及其安裝回收方法,總結(jié)概括了國內(nèi)外對VLA極限承載力的研究現(xiàn)狀和研究方法;然后介紹了三種地基承載力研究方法,分析比較了Mohr-Coulomb(摩爾—庫倫)和Drucker-Prager(德魯克—普拉格)兩種模型的特征關(guān)系和二者在錨承載力計算方面的差異,并對數(shù)值仿真中的接觸問題、位移荷載的加載路徑等做了描述;最后本文利用數(shù)值有限元方法,針對埋設(shè)于無重飽和軟粘土中的楔形VLA,在有限元仿真軟件ABAQUS中采用Mohr

3、-Coulomh(莫爾—庫倫)彈塑型模型,通過建立錨-土耦合系統(tǒng)二維數(shù)值模型,對VLA在工作狀態(tài)下的受力狀況和周邊土體塑性流動機制進行分析。
　　 在第三章中通過對埋置于飽和軟粘土中的楔形錨板進行仿真模擬,得出在淺埋下錨板豎直埋設(shè)相比于水平埋設(shè)能承受更大的法向拉力。埋設(shè)角度只有在淺埋時對錨板的法向承載能力有較大影響,隨著埋深的增加這種影響逐漸變小。不同埋深下錨的失效破壞表現(xiàn)形式不同,淺埋時表現(xiàn)為錨板周圍土體發(fā)生整體破壞,錨從土中

4、被拉出;深埋時則表現(xiàn)為錨周圍土體發(fā)生局部剪切破壞,土體產(chǎn)生局部流動。
　　 第四章針對自然界中土體分層的性質(zhì)特點,假設(shè)錨板所埋設(shè)的土體是分成兩層的,上下兩層均是勻質(zhì)土體,錨板埋設(shè)于下層土體中。通過建立錨-土系統(tǒng)耦合模型,模擬分析了不同強度比(Sμ1/Sμ2)和不同的相對埋深(L/B)對錨板抗拔承載力的影響,得出對于上弱下強型雙層土體在錨板相對埋深L/B保持不變情況下,錨板抗拔承載能力隨著上下土體強度比的增大而增大;在同一相對埋深

5、下,土體強度比越小,錨板的抗拔能力越小;相對埋深越小,土體強度比對錨板的承載能力影響越明顯。對于埋設(shè)于上強下弱型雙層土體中的錨板,在Sμ1/Sμ2不變的情況下,當(dāng)L/B＞1時,錨板的抗拔承載力相差不大,即上層土體對錨的承載力影響很小;而L/B＜1時,錨板的抗拔承載力卻相差很大,上層土體對錨的承載力影響較大;在保持錨板相對埋深(L/B)不變的情況下,隨著上下土層強度比Sμ1/Sμ2的變大,也就是隨著Sμ2的減小,錨板的承載能力會迅速下降。