軟土中吸力錨承載力分析.pdf

1、隨著油氣開采水深的逐步增加，海洋平臺的形式在發(fā)生變化，與之相適應的基礎形式也在發(fā)生變化。由于吸力錨具有不需要預拉，費用經(jīng)濟、方便施工、可重復利用等特點，在深海工程得到廣泛應用。吸力錨是一種大直徑圓柱薄殼結構，頂端封閉，它的外形為倒扣入海底的薄壁混凝土或鋼桶，依靠自重與吸力的作用貫入海床。 由風、波和流引起的荷載加載時間相對于排水時間較短，吸力錨的工作狀態(tài)為不排水狀態(tài)。根據(jù)錨鏈形式的不同吸力錨的所受荷載可分為水平荷載、豎向荷載和傾

2、斜荷載。自1970年以來，國內外許多學者運用模型實驗、極限分析和有限元等方法對吸力錨的承載力進行了分析。 本文首先對吸力貫入過程中所需吸力進行有限元分析，得到不同貫入深度所需的吸力大小；考察吸力錨在吸力貫入的破壞模式，與工程簡化計算公式求得的結果進行了比較，并考慮了側壁土體強度折減對破壞模式的影響。建立吸力錨抗拔承載力分析的有限元模型，利用三維有限元分析長徑比分別為1.5、3、4.5和6的吸力錨在不排水的粘性土中的承載力，并繪制

3、承載力包絡圖。有限元分析中考慮了土質變化、側壁強度折減、主動土壓力區(qū)是否開裂對承載力的影響，通過計算得到不同荷載作用下，吸力錨的最佳受載點。利用Aubeny提出的簡化上限法計算吸力錨的抗拔承載力，考慮側壁強度折減，主動土壓力區(qū)是否開裂以及加載點位置對承載力的影響，并將簡化計算方法得到的結果與有限元結果進行了比較。 得到的主要結論有：(1)在吸力貫入階段，土體的破壞模式取決于貫入所需吸力與最大允許吸力的大小，而它們的大小又與側壁土

4、體強度和吸力錨的埋深有關；(2)對于不排水強度隨深度線性變化的情況，吸力錨的最佳受載點深度均在距吸力錨頂面約0.7L的位置，與吸力錨的長徑比和所加荷載的角度無關；(3)承載力包絡圖為近似的雙曲線，隨著長徑比的增加相互作用荷載角度逐漸減??；(4)側壁強度折減對承載力包絡圖的形狀沒有影響，只是影響包絡圖的大??；(5)是否允許主動土壓力區(qū)與吸力錨開裂對豎向承載力沒有影響，而對水平承載力影響較大，尤其是在超固結土中；(6)簡化上限分析法與有限元