深厚粘土層中導管架平臺嵌固深度研究.pdf

1、導管架平臺在海上石油與天然氣開發(fā)的過程中具有重大作用。樁基結構作為支撐平臺整個重量并承受環(huán)境載荷的最終受體，計算其合理的嵌固深度對于平臺的安全穩(wěn)定具有重要意義。嵌固深度也稱嵌固點，與諸多因素有關，以往只給出6倍樁徑嵌固深度的經(jīng)驗數(shù)值，隨著工程與理論科研的深入，人們發(fā)現(xiàn)該深度在各個參量變化，尤其是粘土層較厚時不十分適用。因此本文力圖研究在粘土層較厚時，不同條件下的導管架平臺嵌固深度，并力圖得到嵌固深度隨之變化的對應關系，以期對以后可能遇到

2、的工程實際有一定借鑒意義。
　　文章使用Ansys有限元軟件，通過數(shù)值模擬的方法，建立經(jīng)典的四樁腿導管架平臺模型。考慮到樁土相互作用，模型采用winkler地基梁模型，實際將樁周土體視為一個個獨立的互不影響的彈簧。以經(jīng)過API規(guī)范修正過的P-Y方法確立彈簧的剛度系數(shù)，可以最為準確有效地模擬樁—土相互作用的情況，反映樁-土的特征。
　　在粘土層深厚的條件下，文章通過樁管直徑D，粘土層厚度h和粘土粘聚力C三個參量的變化，分析他們

3、對嵌固點深度Hq的影響，并引入無量綱N=Hq/D直觀表述嵌固深度Hq。找到合理的N與樁徑D、粘聚力C、粘土層厚度h的關系，用曲線擬合定量化D、C與N的關系，并對h對嵌固深度的影響做了定性說明，以期對工程實際或今后科研有所幫助。計算結果表明：
　　當h>Hq時，N只與D、C有關，且有如下結論：
　　1：對同一D，N與C呈負相關關系，因為隨著C值增加，土體側向承載力提高，故樁腿更不易發(fā)生變形。N與C值近似滿足線性關系。