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1、砂土中吸力式筒型吸力式筒型基礎(chǔ)基礎(chǔ)負(fù)壓下沉負(fù)壓下沉減阻減阻效果效果研究研究StudyonReductionEffectofPerationResistancefSuctionCaissonsinS學(xué)科專業(yè):水利工程研究生:祁越指導(dǎo)教師:劉潤(rùn)教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一五年十二月摘要吸力式筒型基礎(chǔ)是一種新型的海洋工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式,由于其材料成本與安裝成本低于樁基礎(chǔ),并且易于海上運(yùn)輸與安裝,所以逐漸受到海上風(fēng)電行業(yè)的青睞。吸力式筒型基礎(chǔ)負(fù)
2、壓下沉過程涉及到水土結(jié)構(gòu)之間的相互作用,是一個(gè)比較復(fù)雜、前沿的課題。在密實(shí)砂土中,合理負(fù)壓引起的滲流會(huì)對(duì)下沉阻力起到減阻效果,有利于下沉的完成;但過大負(fù)壓引起的滲透破壞卻會(huì)造成筒內(nèi)土體失效,影響筒體的承載性能。因此,對(duì)合理負(fù)壓的預(yù)測(cè)仍是現(xiàn)在工程中關(guān)注的焦點(diǎn)問題。本文在已有研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)吸力式筒型基礎(chǔ)在密實(shí)砂土中的下沉特點(diǎn),分別對(duì)不同壁厚的筒型基礎(chǔ)進(jìn)行了負(fù)壓與正壓兩種下沉方式的模型試驗(yàn)。研究了兩種下沉方式下筒型基礎(chǔ)的下沉阻力分布特點(diǎn),
3、對(duì)比分析了負(fù)壓下沉引起的減阻效果與減阻機(jī)理。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對(duì)已有下沉阻力預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了改進(jìn),主要內(nèi)容及結(jié)論如下:1回顧了吸力式筒型基礎(chǔ)在海洋工程中的發(fā)展歷程,提出了目前吸力式筒型基礎(chǔ)沉放過程中存在的焦點(diǎn)問題,發(fā)現(xiàn)合理的施加負(fù)壓是筒型基礎(chǔ)成功完成沉放的關(guān)鍵。基于此問題對(duì)已有的研究方法及理論成果進(jìn)行了總結(jié)。2通過對(duì)比模型試驗(yàn),研究了正壓與負(fù)壓兩種下沉方式下,不同壁厚筒型基礎(chǔ)所受土壓力的變化規(guī)律。對(duì)比了兩種方式的下沉阻力,結(jié)果表明負(fù)壓減阻效果明
4、顯。對(duì)比了兩種方式下最終土塞高度,其中負(fù)壓下沉中超土塞現(xiàn)象明顯,土塞體積與筒壁體積有關(guān)。3研究了現(xiàn)有下沉阻力計(jì)算方法,其中正壓下沉阻力預(yù)測(cè)結(jié)果遠(yuǎn)小于實(shí)測(cè)值。根據(jù)擴(kuò)孔理論推導(dǎo)了外筒壁水平土壓力系數(shù)計(jì)算方法;通過分析筒內(nèi)土塞擠壓作用,得到了內(nèi)筒壁土壓力計(jì)算方法;基于太沙基深基礎(chǔ)承載力理論,推導(dǎo)了筒端阻力計(jì)算公式;三種方法計(jì)算得到的結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果較為吻合。4研究了筒型基礎(chǔ)下沉負(fù)壓的預(yù)測(cè)方法,已有計(jì)算方法中對(duì)于允許負(fù)壓的預(yù)測(cè)過于保守,基于已有分
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