筒型基礎(chǔ)負(fù)壓沉貫流固耦合的滲流模型分析.pdf

1、本文針對筒型基礎(chǔ)這一新型海洋平臺(tái)基礎(chǔ)形式負(fù)壓沉貫下沉中流固耦合的滲流模型進(jìn)行了分析，筒型基礎(chǔ)作為一種新型的平臺(tái)基礎(chǔ)和系泊體系，由于其重量輕，易于安裝就位，及可重復(fù)利用等特點(diǎn)而受到越來越多的關(guān)注。因?yàn)樗霈F(xiàn)的時(shí)間還不長，有許多需要進(jìn)行深入研究的技術(shù)問題。本文針對這一基礎(chǔ)形式，對其在施工下沉過程中負(fù)壓沉貫流固耦合引起的滲流動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了研究，分析了筒型基礎(chǔ)負(fù)壓沉貫的特點(diǎn)。 首先，針對筒型基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式以及筒內(nèi)的土體的應(yīng)力變化情況，研

2、究了筒型基礎(chǔ)的沉貫阻力公式，由有效應(yīng)力原理確定了應(yīng)力場方程。 其次，建立了新的土顆粒本構(gòu)關(guān)系，將滲流力作用下的土體應(yīng)變分為土顆粒自身硬化而產(chǎn)生的彈塑性變形和土體骨架產(chǎn)生幾何變形而引起的土體體應(yīng)變兩種。將J2流動(dòng)理論以及離散元思想應(yīng)用到土體本構(gòu)關(guān)系模型的建立上，利用J2流動(dòng)理論各向同性硬化原理，建立顆粒變形的本構(gòu)關(guān)系模型，接著，利用離散元思想建立土骨架變形的本構(gòu)關(guān)系模型，并將這兩種模型結(jié)合得到土體滲流過程中總變形的本構(gòu)關(guān)系。

3、 再次，將物性參數(shù)動(dòng)態(tài)模型引入筒型基礎(chǔ)沉貫過程中，改變了傳統(tǒng)計(jì)算中，沉貫過程不考慮物性參數(shù)變化的缺陷，導(dǎo)出了筒型基礎(chǔ)負(fù)壓沉貫流固耦合的孔隙度、滲透率等動(dòng)態(tài)物性參數(shù)模型。 然后，根據(jù)質(zhì)量守恒定律和流固耦合滲流運(yùn)動(dòng)方程來建立適合筒基沉貫作用特點(diǎn)的流固耦合滲流方程，與應(yīng)力方程一起組成了筒型基礎(chǔ)滲流數(shù)學(xué)模型，并給出上述模型的定解條件。 最后，利用導(dǎo)出的模型進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，檢驗(yàn)了模型的理論性，并得出相應(yīng)的結(jié)論。 對于本論