自升式钻井平台抗滑移能力分析

在理论公式的基础上,通过Abaqus软件模拟桩靴在土壤中的滑移过程,建立一种分析桩靴抗滑移阻力数值方法.首先研究各船级社抗滑移理论公式;在此基础上,建立桩靴-土系统有限元模型,利用CEL方法,建立研究所需工况,研究土体受力产生流动变形,得出抗滑移阻力数值解和土壤流动机制;最后将抗滑移阻力理论解与数值解进行对比分析与讨论.弥补现有理论公式不足,为计算桩靴抗滑移阻力提供一种精确的方法.     

锚泊系统起锚破土阻力分析

为提高船舶在起锚过程中的效率与安全性,在经典理论公式基础上,通过ABAQUS软件模拟锚泊系统起锚破土过程,建立阻力数值分析方法,得出数值分析结果与土体流动机制。将阻力数值解与理论解进行对比分析。结果表明,数值分析方法比理论公式的结果更加符合预期效果,并且能够模拟土壤流动情况。     

风电作业船可调桩靴及其性能研究

针对风电作业船桩靴易受桩腿滑移和拔桩困难等的影响,而无法适应复杂的海底环境的问题,提出了一种新型可调桩靴和设计整体方案。在分析可调桩靴的机构运动学规律的基础上,采用数值分析法探讨了可调桩靴和传统桩靴结构在极限载荷下的屈曲稳定性能,理论计算了两种桩靴结构的拔桩能力并进行了对比分析。计算结果表明:带有可调桩靴的桩腿结构屈曲稳定能力显著增强,其拔桩阻力低于传统桩靴,更易于拔桩。     

基于不同区域土体变形特性的自升式平台拔桩阻力计算方法研究

为了研究自升式平台在饱和软黏土拔桩过程中所受拔桩阻力的大小及变化规律，基于不同区域土体的变形特性，应用ABAQUS软件分别采用耦合的欧拉-拉格朗日（CEL）数值分析方法与基于小应变理论的有限元（SSFE）计算方法建立了桩靴上部阻力与底部吸附力的数值计算模型；提出了自升式平台拔桩阻力计算方法，并与已有的离心机试验结果进行比较。根据不同固结条件，开展了土体不排水抗剪强度、贯入深度以及桩靴直径对桩靴拔桩阻力的敏感性分析。研究结果表明：该计算方法能有效预测桩靴在软黏土中所受的拔桩阻力，其中上部阻力、底部吸附力预测误差分别为14.48%和-7.25%～4.23%，峰值拔桩阻力预测值误差为15%左右；桩靴所受的上部阻力主要来自于上覆土体对桩靴的反作用力，而底部吸附力则由桩靴底部土体中负超孔隙水压力引起；上部阻力受上述3项因素影响较大，而底部吸附力则随着固结时间增加而显著增大。研究成果可为桩靴拔桩作业过程中的受力分析提供借鉴与参考。     

多种自升式海洋平台桩靴上拔过程仿真分析

本文以自升式海洋平台桩靴为主要研究对象,运用Ansys Workbench中的Design Modeler建立桩靴与土的模型,通过LS-DYNA来模拟桩靴上拔过程,并计算了3种桩靴形式的拔桩力和研究了3种桩靴的上拔过程土体的变形,并将桩靴上拔阻力的理论计算值与数值模拟计算的结果进行比较分析。本文对未来海洋平台的发展有一定的工程意义。     

精确模拟土壤反力对桩靴性能影响的研究

传统自升式钻井平台桩靴设计的方法,仅仅将土壤反作用力作为一个确定值,施加到桩靴上,并未考虑到桩靴与土壤相互作用过程中,土壤的性质的变化及变形对桩靴作用的影响.文章着重研究固体(土壤)力学对桩靴结构力学的影响.通过经验理论分析,并借助有限元精确模拟土壤,进行土壤对桩靴影响的细化研究.通过对比分析,得出对土壤的细化研究后,桩靴性能可以得到提高和优化的结论.     

风电安装平台插桩过程的试验与理论研究

针对风电安装平台在多层土中的插桩过程,通过现场取样测试获取土壤的物理参数,并通过插桩试验得到其平均插桩深度,以此建立插桩过程的数值模型,对插桩阻力与深度的变化规律以及土壤的流动失效机制进行了研究。结果表明,经验法选取土壤弹性模量与实际相差较大,试验测出的平均插桩深度为7.3m;数值结果与试验结果吻合良好,证明了理论模型的正确性;土壤发生了表面隆起、空腔形成、壁面坍塌和土壤回流四种失效模式。     

自升式钻井平台风暴自存状态性能分析研究

以一桁架式桩腿自升式钻井平台为例,通过有限元分析计算,介绍平台在风暴自存状态下的总体性能研究方法,并对其进行包括桩腿强度,抗倾稳性、锁紧机构承载性能、预压载性能及桩靴抗滑移性能等的校核.     

自升式平台桩靴结构优化设计

结合有限单元法和尺寸优化理论,对某自升式海洋平台的桩靴结构进行了设计与优化。根据桩靴设计要求确定各部件尺寸和相应材料参数,以此建立桩靴的有限元模型。针对CCS对桩靴提出的工况依次进行分析计算,获得各工况下应力与位移的分布特征和土壤作用力在结构中的传递路径。然后进行板厚尺寸的优化。计算结果表明,桩靴在偏心工况且偏心角度为60°时应力达到最大,且土壤流失可能性最高;尺寸优化后,桩靴的质量明显减少,应力分布更加均匀,材料利用率得到有效提高。     

具桩靴自升式钻井船插桩过程有限元模拟研究

在评价具桩靴自升式钻井船的插桩深度及承载力时,包括浅基础、桩基础在内的多种计算方法均有各自的适用条件和局限性。应用有限元数值模拟方法,分别研究了桩靴在均质黏土和均质砂土中贯入一定深度时的地层响应情况,取得了桩靴贯入过程中地基土破坏形式、荷载影响深度、不同公式的适用性等多方面认识。在均质黏土中,随着插桩深度的增加,地基土先后经历了整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏三种破坏形式;在均质砂土中,地基土的破坏形式主要表现为整体剪切破坏。插桩荷载的影响深度约为3倍桩靴截面宽度。浅基础公式的计算结果与有限元模拟成果更为接近。