非均質粘土中海洋樁靴基礎的失效機理研究.pdf

1、海洋樁靴基礎是自升式海上石油和天然氣開發(fā)平臺的重要組成部分。這種自升式海上開發(fā)平臺一般安裝在淺海至中等水深的海域。海洋樁靴基礎通常為倒圓錐形，樁靴基礎通常埋入海床土體中深至三倍基礎直徑的深度，以獲得足夠的承載力。
　　雖然有學者對樁靴基礎在均質土和多層土體中的失效機理和承載力進行了研究，但土體的空間變異性對樁靴基礎在非均質粘土中承載力的影響目前還不清楚。本文通過將隨機有限元方法和蒙特卡洛模擬理論結合，發(fā)展了考慮粘土空間變異性時樁靴

2、基礎（Spudcan）失效機理和承載力的研究方法。海床土體特性在空間水平、豎直方向都會變化，本研究中空間變異性是指海床土體的不排水剪切強度的變異性。
　　本文首先闡述了海床土體的隨機特性，通過隨機場理論模擬海床土體的空間變異性，并結合有限元理論研究了海洋樁靴基礎的承載力及失效機理。樁靴基礎形狀按真實的基礎形狀簡化后模擬，將模擬結果與已有文獻進行對比，驗證了本研究方法的正確性。結果表明，樁靴基礎在非均質土上的承載力取決于剪切經過的路

3、徑大小以及剪切面經過的土體不排水剪切強度的高低。
　　隨機有限元方法結合蒙特卡洛模擬的方法分析土體水平和豎直方向空間變異性對海洋樁靴基礎承載力和失效機理的影響。本文進一步研究了土體的各向同性和各向異性對樁靴基礎的影響，研究結果顯示隨著土體各向異性的增大，樁靴基礎在非均質土上的承載力均值逐漸變小。當非均質土的水平空間相關長度為基礎的寬度的三倍時，樁靴基礎的承載力變異系數(shù)隨空間變異性的增加而減小。當非均質土的豎向相關長度為3m時，樁靴