循環(huán)荷載作用下軟粘土中張緊式吸力錨承載力研究.pdf

1、張緊式吸力錨是深水浮式平臺一種重要的基礎(chǔ)形式。本文針對靜荷載與循環(huán)荷載作用下軟土中張緊式吸力錨破壞模式與承載特性進(jìn)行了研究，包括以下幾個方面工作：
　　通過模型試驗研究了吸力錨在靜荷載作用下的破壞模式以及不同破壞模式的承載特性。結(jié)果表明：錨發(fā)生豎向破壞時，其系泊方向的位移大約為0.6倍錨徑，錨發(fā)生水平破壞時，其系泊方向的位移大約為0.3倍錨徑；通過優(yōu)化錨的長徑比，可以在節(jié)約成本的前提下使錨發(fā)揮更大的承載能力；土層條件改變會影響錨的

2、破壞模式，并導(dǎo)致承載力發(fā)生相應(yīng)的變化。
　　通過模型試驗研究了平均荷載和循環(huán)荷載共同作用下張緊式吸力錨破壞模式和承載特性，結(jié)果表明：
　　若靜荷載作用下錨為豎向破壞，那么在同方向平均荷載和循環(huán)荷載共同作用下錨仍然是豎向破壞；若靜荷載作用下錨為水平破壞，那么在同方向平均荷載和循環(huán)荷載共同作用下其破壞模式取決于豎向與水平抗力的弱化程度；
　　當(dāng)循環(huán)破壞次數(shù)大于一定值時，錨的循環(huán)承載力低于靜極限承載力；加載方向給定后，隨平均

3、荷載的增大，同一循環(huán)破壞次數(shù)下的循環(huán)承載力有所增加；當(dāng)平均荷載比在0.5左右時，錨承受的循環(huán)荷載最大；
　　循環(huán)荷載頻率改變對錨循環(huán)承載力的影響程度取決于循環(huán)破壞次數(shù)，當(dāng)頻率從0.1Hz減小至0.01Hz時，若循環(huán)破壞次數(shù)從100變化至1000時，循環(huán)承載力最多降低約8％；若循環(huán)破壞次數(shù)從1000變化至2000時，循環(huán)承載力最多降低約4%；若循環(huán)破壞次數(shù)大于2000時，循環(huán)承載力最多降低約1%，此時可略去循環(huán)頻率變化對承載力的影響

4、。
　　對利用有限元計算分析張緊式吸力錨承載力的方法進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：
　　錨土之間接觸特性的描述取決于錨的破壞模式。當(dāng)錨為豎向破壞時，采用臨界剪應(yīng)力摩擦模型描述錨土間接觸是恰當(dāng)?shù)模划?dāng)錨為水平破壞時，采用庫倫摩擦模型描述錨土間接觸是恰當(dāng)?shù)模?br>　　計算中若采用基于Mises屈服準(zhǔn)則的理想彈塑性本構(gòu)關(guān)系描述軟土的不排水應(yīng)力應(yīng)變特性，且按位移標(biāo)準(zhǔn)確定極限承載力，則彈性模量的取值對確定軟土中吸力錨承載力有影響且取決于錨的破

5、壞模式。當(dāng)錨發(fā)生豎向破壞，彈性模量按約150倍的不排水強(qiáng)度取值是恰當(dāng)?shù)?；?dāng)錨發(fā)生水平破壞，彈性模量按約75倍的不排水強(qiáng)度取值是恰當(dāng)?shù)模?br>　　借助有限元方法，分析了加載方向?qū)﹀^底反向承載力影響，并提出了反映加載方向?qū)﹀^底反向承載力影響的修正關(guān)系；
　　探討了依據(jù)軟粘土循環(huán)強(qiáng)度利用擬靜力彈塑性有限元計算，估算平均荷載與循環(huán)荷載共同作用下吸力錨平均位移變化趨勢的可行性，計算與模型試驗結(jié)果比較說明，計算得出的擬靜力荷載位移曲線能夠?qū)?/p>