海上動(dòng)力沉樁過程中樁周土體強(qiáng)度弱化效應(yīng)研究.pdf

1、隨著海洋石油的開發(fā)向深海發(fā)展,以樁基為主體的導(dǎo)管架平臺得到了廣泛的應(yīng)用。由于海上施工環(huán)境復(fù)雜多變,增加了沉樁難度和事故發(fā)生率,為減少經(jīng)濟(jì)損失,在沉樁前必須要對樁進(jìn)行可打入性分析?？纱蛉胄苑治鲋凶顬橹匾沫h(huán)節(jié)就是確定沉樁阻力,然而,在動(dòng)力沉樁過程中,樁周土體會(huì)受到一定程度的擾動(dòng),土體結(jié)構(gòu)遭到破壞,土體強(qiáng)度發(fā)生弱化,使得樁側(cè)土阻力難以確定。國內(nèi)外的學(xué)者通過一系列的試驗(yàn)和理論分析探討了這一問題,由于土體強(qiáng)度弱化受諸多因素的影響,目前尚未提出準(zhǔn)

2、確統(tǒng)一的計(jì)算方法。為了對沉樁過程中土體強(qiáng)度弱化的程度做出定量的分析,本文采用波動(dòng)方程分析法和有限元分析法對這一問題進(jìn)行了研究。
　　首先,論述了沉樁的基本原理,并采用一維應(yīng)力波動(dòng)理論和樁-土相互作用模型對沉樁過程進(jìn)行了分析。針對打樁過程中的土體強(qiáng)度弱化,從土體結(jié)構(gòu)性和有效應(yīng)力原理兩個(gè)方面進(jìn)行了闡述。通過對比實(shí)測數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)砂性土和粘性土在強(qiáng)度弱化程度上存在一定的差異,論述了常用的土體強(qiáng)度弱化的模擬方法。
　　其次,應(yīng)用波動(dòng)方程

3、分析軟件 GRLWEAP對實(shí)際打樁工程進(jìn)行了承載力計(jì)算,結(jié)合實(shí)測打樁記錄得到了實(shí)際打樁過程中的土阻力。利用最小二乘法將實(shí)測值和計(jì)算值進(jìn)行數(shù)值擬合,分別得到砂性土和粘性土中土體強(qiáng)度弱化程度的計(jì)算公式。
　　最后,應(yīng)用有限元軟件Plaxis對連續(xù)打樁過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,探討了土體強(qiáng)度弱化對樁周土體的位移、應(yīng)力、應(yīng)變以及超孔隙水壓力的影響。結(jié)果表明,由于樁的擠土作用和超孔隙水壓力的產(chǎn)生,樁周土體的應(yīng)力及應(yīng)變狀態(tài)均發(fā)生了變化,隨著土體強(qiáng)度