離岸淺基礎(chǔ)在復(fù)合加載模式下的承載力特性研究.pdf

1、由于復(fù)雜的自然環(huán)境和工作條件，離岸淺基礎(chǔ)處于豎向、水平、力矩和扭矩等多種荷載聯(lián)合作用的復(fù)合加載條件下。其破壞模式通常包括豎向整體剪切破壞，滑移破壞和傾覆破壞。在傳統(tǒng)的承載力計(jì)算理論中，淺基礎(chǔ)在復(fù)合加載條件下的承載力是通過(guò)修正作用于均勻塑性半無(wú)限地基上的條形表面基礎(chǔ)的豎向承載力而得到的。近些年發(fā)展起來(lái)的破壞包絡(luò)面方法克服了傳統(tǒng)理論中的諸多不足，能顯式地考慮荷載傾斜，荷載偏心，基礎(chǔ)形狀與埋深，以及地基強(qiáng)度不均勻程度等因素對(duì)淺基礎(chǔ)承載力的影響

2、。淺基礎(chǔ)承載力的破壞包絡(luò)面理論在離岸淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中已獲得了廣泛的應(yīng)用，但由于破壞包絡(luò)面形狀的影響因素眾多，該理論尚待進(jìn)一步地完善。基于此，本文首先結(jié)合工程實(shí)例討論了破壞包絡(luò)面理論應(yīng)用于工程實(shí)踐需要注意的問(wèn)題，然后通過(guò)建立有限元模型確定了一系列邊界條件下的淺基礎(chǔ)的破壞包絡(luò)面方程。本文的研究目的在于完善淺基礎(chǔ)的破壞包絡(luò)面理論，為離岸淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）基于破壞包絡(luò)面理論，建立了砂基上

3、四腿平臺(tái)多基礎(chǔ)系統(tǒng)的承載力計(jì)算方法，并通過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證了計(jì)算方法的可行性，并對(duì)破壞包絡(luò)面理論在計(jì)算荷載安全系數(shù)和結(jié)合“分項(xiàng)系數(shù)”法進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用給出了建議。
　?。?）提出了無(wú)拉力土-基礎(chǔ)接觸面的數(shù)值模擬方法。通過(guò)與已有研究結(jié)果的對(duì)比和相關(guān)試驗(yàn)的驗(yàn)證，證明了無(wú)拉力土-基礎(chǔ)接觸面可以采用摩擦角接近90°的Coulomb摩擦接觸模型模擬。在此基礎(chǔ)上，研究了平面V-H-M加載模式下無(wú)拉力接觸面條形和圓形表面基礎(chǔ)的承載力特性。<

4、br>　?。?）以破壞包絡(luò)面的形式研究了極復(fù)雜荷載條件下無(wú)限拉力接觸面表面圓形基礎(chǔ)和不同寬長(zhǎng)比矩形防沉板基礎(chǔ)的承載力特性，并在全三維加載條件下，研究了接觸面條件對(duì)海底防沉板基礎(chǔ)承載力的影響。
　?。?）一般情況下，傳統(tǒng)方法得到的解都低估了無(wú)拉力接觸面條件下得出的有限元解。在包含力矩荷載的復(fù)合加載情況下，無(wú)拉力接觸面條件下的破壞包絡(luò)線會(huì)落在無(wú)限拉力接觸面條件下的破壞包絡(luò)線的內(nèi)側(cè)。
　　（5）隨著扭矩荷載的增大，H-M破壞包絡(luò)線

5、成比例地向內(nèi)收縮，即扭矩荷載能有效地減小包絡(luò)線的尺寸，但對(duì)其形狀的影響可忽略不計(jì)。所以，可分別根據(jù)H-T和M-T間的相互關(guān)系，通過(guò)減小用于歸一化的最大水平和力矩荷載的方式縮小H-M破壞包絡(luò)線的尺寸，達(dá)到考慮扭矩荷載效應(yīng)的目的。
　?。?）本文提供了所有破壞包絡(luò)線相對(duì)應(yīng)的破壞包絡(luò)線方程，并通過(guò)計(jì)算實(shí)例說(shuō)明如何將所提方程應(yīng)用于巖土設(shè)計(jì)。破壞包絡(luò)線方程能夠方便地編入自動(dòng)計(jì)算工具中，快速地生成破壞包絡(luò)線，輔助港口與海洋工程中淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和