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。     

Advances in the prediction of spudcan punch-through in double-layered soils

Punch-through failure of jack-up spudcan foundations occurs in active oil and gas drilling exploration regions, where relatively stiff soil overlies soft marine layer. Therefore, installation of spudcan foundations in such seabed formations threatens the stability of the jack-up rig. A site-specific assessment of the potential and severity of failure must be completed before the commencement of the installation. However, the accuracy of the prediction is limited by the validity of the design method currently in use. This paper presents advances in the prediction of punch-through failure of jack-up platforms in sand/stiff clay over soft clay soils. New analytical models for spudcan installation in double-layered soils are reviewed and compared to the existing methods in the ISO 19905-1 standard and SNAME standard. The capabilities and limitations of each method are summarised and recommendations are drawn for the theoretical predictions of spudcan punch-through in double-layered soils.     

抗滑桩在限制性航道岸坡整体稳定中的计算方法

针对抗滑桩在限制性航道岸坡整体稳定中受力复杂、计算方法种类多样且各方法中桩及土各自提供的抗滑作用不易量化等问题,依托长湖申线(浙江段)航道扩建工程中抗滑桩的应用实例,通过对实例中的典型护岸断面建立多组模型数据进行受力分析及比较,总结归纳出抗滑桩在限制性航道岸坡整体滑移稳定中的各种破坏模式、最不利滑弧形成的位置、特性等规律进行分析及探讨,并借鉴抗滑桩理论研究中的相关成果给出抗滑桩在岸坡整体稳定中的简易计算方法,得出抗滑过程中桩及土各自提供的有效作用力。     

自升式平台桩靴/地基承载力的数值分析

桩靴/地基承载力的准确预报是确保自升式平台进行海上插桩作业安全性的重要前提,常规的规范算法在处理复杂地基条件时存在困难。基于非线性数值分析方法,在对加载点位置、网格尺寸、地基边界等关键技术进行研究的基础上,以某400ft水深自升式平台为例,分别对海底均质土和成层土的承载力进行了研究。同时,对各土层参数的影响进行了详细分析,为探索插桩过程中地基破坏原理和承载力计算提供了一些参考。     

基于桩间距计算的梯形抗滑桩桩侧角取值

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩是治理水毁滑坡的一种新型抗滑桩结构,桩间土拱特征区别于常规抗滑桩,仍然利用传统抗滑桩土拱受力模型显然不合理。对桩间土拱的形成特征进行了分析,建立了梯形抗滑桩的计算模型,分别推导不同形式的桩间距计算公式,并通过工程应用对比各算法的桩间距;同时,基于桩间距计算的基础,分析桩侧角对桩间距的影响,界定桩侧角的设计取值范围,并探讨较佳角度的取值,为同类工程提供理论参考。     

Geoslope软件与国内规范对土坡稳定性的比较

为比较分析Geoslope软件与规范推荐的土坡稳定计算方法的异同,对一个简单均质土坡进行计算分析,用Geoslope软件的过程数据推导程序的计算公式值与规范法进行对比。结果表明,Geoslope软件计算的抗滑力比规范法小,因此安全系数计算结果较规范法大。采用该软件计算土坡稳定时,安全系数应较规范限值有一定的富余值。     

超长冷弯钢板桩的沉桩理论分析与工程实践

为解决超长冷弯钢板桩沉桩困难、易扭曲变形等问题,在理论分析的基础上推导了自重作用下细长桩的最大稳定直立长度计算公式和桩体可承受的激振力公式,为超长钢板桩的施工工艺选择提供理论依据,并在某修船坞围堰工程冷弯钢板桩施工中得到验证。解决了冷弯钢板桩易变形扭曲沉桩困难等问题,提高了工作效率。     

埋入式抗滑桩在三峡库区斜坡码头岸坡中的应用

根据三峡库区大水位差斜坡码头岸坡的自身特点和埋人式抗滑桩的使用条件,提出应用埋入式抗滑桩加固码头岸坡的方案。在合理简化桩前岩土抗力与桩后滑坡推力的前提下,对码头岸坡埋人式抗滑桩进行内力计算分析。以实际工程为例,从桩身内力大小、分布和位移3方面与边坡处治中常用的锚索抗滑桩进行比较,并从经济性、耐久性和施工难易等方面进行对比分析。分析结果表明,埋人式抗滑桩在此类码头岸坡加固中具有较好的合理性和优越性,可供该类码头设计与加固参考。     

铺缆船用电缆埋设犁土壤挖掘阻力计算

传统的计算埋设犁土壤挖掘阻力的方法一般采用经验公式计算。经验公式依赖丰富的试验数据，且只能适应特定形状和尺寸的埋设犁。由于埋设犁的形状和尺寸各不相同，基于经验公式计算土壤挖掘阻力的方法准确性不高。根据土力学基本原理，在力学分析的基础上，运用数学方法进行公式推导，得到用于计算不同形状尺寸埋设犁挖掘阻力的理论方法，解决依赖经验公式计算土壤挖掘阻力的局限性。     

自升式平台桩靴强度分析

合理的桩靴设计是立插桩式海洋自升式平台在海上安全工作的关键因素之一。以某自升式海洋平台桩靴为研究对象,利用规范和SACS软件对桩靴结构设计进行强度校核和屈曲强度分析,并对桩靴的承载力和计算方法进行研究。