软土地基桶形基础循环承载力研究

论文摘要

桶形基础作为一种新型的海洋平台基础,在近海边际油田的开发中有着广阔的应用前景。而近海浅滩地区分布着大量的软粘土,如何评价软土地基上桶形基础的循环承载力,尚没有很好的借鉴。对这一问题的研究将直接关系到桶形基础在该地区的运用和推广。本文针对海洋软土地基上的桶形基础,研究其循环承载力的变化规律。主要的研究工作有以下几个方面:首先在不同试验应力状态下,研究饱和软粘土循环强度、循环破坏准则以及循环累积变形的变化规律。阐明不排水条件下饱和软粘土的循环破坏遵循Mises屈服准则。而且,证实建立在某种试验应力状态下饱和软粘土循环强度和循环累积变形的变化规律,可以推广到一般应力状态下。从而为在一般应力状态下运用这些规律评价饱和软粘土不固结不排水条件下的循环承载力提供了理论依据。进而,利用前面研究成果,把循环荷载对地基土的作用视为其强度的改变,通过考虑桶土之间接触的三维有限元计算,分析单桶基础循环承载力的变化规律。并且,以1000次循环振次为例,给出一定静荷载作用下,软土地基上单桶基础可以承受的最大循环荷载的范围。在此基础上,研究桶间距对对称多桶组合基础静承载力以及循环承载力的影响,提出通过确定一定静荷载作用下、经过一定的循环破坏振次后、相应的单桶基础循环承载力,然后考虑桶间距的影响,确定对称多桶组合基础的循环承载力。最后,通过研究二维和三维计算模型下单桶和双桶组合基础的静承载力以及循环承载力的计算结果,对桶形基础的二维和三维计算相关性进行初步研究。得到在确定的计算模型和材料参数下,二维计算和三维计算间存在确定的联系。因此,可以通过研究二维与三维计算模型间的“形状转化系数”,为三维计算向二维计算简化提供计算参数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 桶形基础发展概况及研究现状
• 1.2.1 二维极限平衡法
• 1.2.2 基于上限塑性理论的半经验法
• 1.2.3 三维破坏包络面法
• 1.2.4 半经验梁柱模型
• 1.3 关于循环承载力的研究现状
• 1.4 饱和软粘土循环力学特性
• 1.5 论文主要研究内容
• 第二章 饱和软粘土循环扭剪和循环三轴试验
• 2.1 试验土样的制备
• 2.2 试验方法及试验结果
• 2.2.1 静三轴试验
• 2.2.2 循环扭剪试验
• 2.2.3 循环三轴试验
• 2.3 小结
• 第三章 不排水条件下饱和软粘土的循环破坏准则和循环强度
• 3.1 不排水条件下饱和软粘土循环破坏准则
• 3.2 不排水条件下饱和软粘土循环强度
• 3.3 小结
• 第四章 不排水条件下饱和软粘土的循环累积变形
• 4.1 依据循环三轴试验结果建立循环累积应变关系
• 4.2 不同应力状态下循环累积应变之间的关系
• 4.3 小结
• 第五章 单桶基础静承载力三维有限元计算及相关问题分析
• 5.1 计算模型和计算参数
• 5.2 单元网格划分尺度对计算结果的影响
• 5.3 计算模型边界的选取
• 5.4 确定地基承载力的标准
• 5.5 桶土相互作用的模拟
• 5.6 单桶基础静承载力的三维计算分析
• 5.7 单桶基础二维与三维计算相关性的可行性分析
• 5.8 小结
• 第六章 桶间距对多桶组合基础静承载力影响的计算分析
• 6.1 双桶、四桶组合基础三维有限元计算模型
• 6.2 对称多桶组合基础竖向静承载力
• 6.3 对称多桶组合基础水平向静承载力
• 6.4 双桶组合基础二维与三维静承载力计算相关性的可行性分析
• 6.5 小结
• 第七章 软土地基单桶基础循环承载力三维计算分析
• 7.1 循环承载力的计算方法
• 7.2 软土地基单桶基础循环承载力的三维计算分析
• 7.3 单桶基础循环承载力二维与三维计算相关性的可行性分析
• 7.4 小结
• 第八章 软土地基对称多桶组合基础循环承载力三维计算分析
• 8.1 双桶组合基础竖向循环承载力
• 8.2 双桶组合基础水平向循环承载力
• 8.3 多桶组合基础循环承载力确定方法
• 8.4 双桶组合基础循环承载力二维与三维计算相关性的可行性分析
• 8.5 小结
• 第九章 结论与展望
• 9.1 结论
• 9.2 建议
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢