近海桶基平臺(tái)結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力行為研究.pdf

1、海洋平臺(tái)依據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的創(chuàng)新模式，將導(dǎo)管架平臺(tái)結(jié)構(gòu)樁基發(fā)展到負(fù)壓桶基形式，創(chuàng)造了新型采油平臺(tái)——桶形基礎(chǔ)平臺(tái)。這種平臺(tái)結(jié)構(gòu)，以經(jīng)濟(jì)性高、安裝移動(dòng)方便、可重復(fù)利用等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在近海油田開(kāi)發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。由于新型桶基平臺(tái)在工程領(lǐng)域建設(shè)時(shí)間短，桶基受力復(fù)雜，相關(guān)的施工技術(shù)和設(shè)計(jì)成果相對(duì)較少，仍然存在很多問(wèn)題。
　　本文以某油田一新型桶基平臺(tái)為研究對(duì)象，利用有限元ANSYS軟件，考慮桶基—土相互作用，研究多種情況下桶基平臺(tái)結(jié)構(gòu)的靜

2、力和動(dòng)力行為特點(diǎn)，給出設(shè)計(jì)建議。研究的主要內(nèi)容和取得的分析成果如下:
　　(1)采用p-y曲線法模擬桶基與土的相互作用，考慮固定荷載、活荷載、極端風(fēng)荷載、極端冰及極端波流條件，對(duì)桶基平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了8種工況的非線性靜力計(jì)算，分析大型桶基對(duì)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)的受力影響因素，并與m法計(jì)算結(jié)果對(duì)比。研究顯示，m法在桶基與土的模擬過(guò)程中趨于保守，p-y曲線法能夠真實(shí)地模擬樁變位與土反力的相互作用關(guān)系，更加適合桶基與土體的靜力非線性特點(diǎn)。
　

3、　(2)利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行波流荷載瞬態(tài)動(dòng)力分析，確定平臺(tái)結(jié)構(gòu)在波流載荷下位移和應(yīng)力變化特點(diǎn)，研究地基土類(lèi)別和甲板荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。結(jié)果顯示，在波流瞬態(tài)作用下，桶基平臺(tái)結(jié)構(gòu)隨著土體水平抗力的增大，立柱位移減小，應(yīng)力不變;甲板重量增加，結(jié)構(gòu)固有頻率減小，豎向位移增大，立柱頂部位移減小。結(jié)果表明，大直徑桶基結(jié)構(gòu)在近海地質(zhì)條件下適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)波浪力有很好的抵抗作用。
　　(3)應(yīng)用譜分析方法計(jì)算桶基平臺(tái)結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)力響應(yīng)，分析

4、對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響的振型和頻率，研究立柱尺度、地基土類(lèi)別、場(chǎng)地類(lèi)型和甲板荷載對(duì)桶基平臺(tái)結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力影響，獲得地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明，第1階、第4階、第6階和第9階振型對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的影響較大。平臺(tái)結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力隨立柱高度和甲板荷載的增加而增大，直至結(jié)構(gòu)失穩(wěn);平臺(tái)結(jié)構(gòu)在各類(lèi)地基土作用下的動(dòng)力響應(yīng)變化幅度為10.1％，表現(xiàn)出很強(qiáng)的適應(yīng)性。場(chǎng)地類(lèi)型對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性:在深硬沖積物中，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和