Aspects of the stability of jack-up spud-can foundations

A three-level procedure for assessing jack-up foundation stability for more or less homogenous soils is described. The objective is to provide a rational framework for these assessments that ensures their safe operation in extended year-round operations and enables their use in deeper waters than at present.

The three levels of the procedure have to be entered successively as long as foundation stability cannot be proven. The first level is a screening exercise and essentially replaces the well-known preload check. The second level compares factored foundation loads resulting from a structural analysis with foundation capacities obtained with ultimate bearing capacity formulae. The most refined third level assesses whether the displacements associated with these loads lead to an acceptable situation, i.e. capacity increase and/or load redistribution that does not result in collapse of the jack-up unit.

Since, for maximum benefit, this third-stage analysis requires a non-linear foundation model to be linked with the structural package used: such a tool is provided in the paper. Examples are given to demonstrate the impact of the assessment procedure.

This procedure forms part of the overall in-house approach to the assessment of jack-ups and has already been offered to the jack-up industry as part of the continuing efforts towards establishing common and accepted standards for jack-up assessments. Further developments have been identified and will be pursued.     

基于模型试验的板桩墙支护变形机理分析

在准二维平面应变条件下,运用所研制的深基坑开挖室内试验模型,通过模拟板桩墙支护深基坑在无支撑悬臂式支护、单支撑和双支撑支护等3种支护形式下的开挖,测量出深基坑支护结构的位移、土体表面的沉降及土体位移场的变化,探讨了板桩墙的插入比λ、有无横向支撑及支撑的位置对基坑开挖变形的影响规律,为基坑变形机理的研究及预测提供依据.     

大型深基坑支护结构的理论计算与分析

V国X电厂循环水泵房的大型深基坑发生过坍塌事故,为了查找原因,分别采用等值梁法和m法计算了支护结构的受力状态。介绍这两种方法的计算原理,并以该工程为实例进行计算,两种方法计算的结果均显示支护桩最大应力均超过了钢材的允许应力,这正是坍塌事故发生的必然原因。     

疏浚饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响

针对黄骅港区饱和密实粉土,通过三轴剪切试验以及原型耙齿切削试验,研究饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响。三轴试验结果表明,黄骅地区饱和密实粉土在剪切过程中表现为应变软化性状,偏应力峰值与围压之间基本呈线性关系。在剪切过程中,土体先剪缩后剪胀,随着围压的增大,剪缩性状体现得越来越明显,应力应变性状可划分为4个不同阶段。原型耙齿切削试验结果表明,饱和土较非饱和土切削阻力增长得更快;饱和土切削阻力最大值为非饱和土切削阻力最大值的2.7~3.3倍;对于饱和土,切削阻力达到稳定值后,其波动幅度较非饱和土要大。上述试验结果均表明,土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响十分显著,须采取相应的措施来降低土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响。     

粘弹性地基上考虑耦合效应四边自由矩形薄板的非线性自由振动分析

基于Hamilton能量变分原理和薄板的基本假设,考虑地基阻尼的影响,建立了双参数粘弹性地基上考虑耦合效应的四边自由矩形薄板的非线性自由振动方程以及板域外的控制方程.应用瑞利-里兹法及循环迭代对方程进行求解,探讨了地基阻尼、地基弹性模量以及板的结构参数对双参数粘弹性地基上四边自由矩形薄板的非线性自由振动特性的影响,得出了双参数粘弹性地基两典型参数随时间的变化关系.     

冻土层上限下移对桥梁桩基轴向承载性能的影响分析

在气候变暖和人类活动的共同作用下,多年冻土层上限逐渐下移.现依托青海某高速公路上的一座中桥,在不同冻土层上限位置方案下对其桩基轴向承载性能进行数值模拟,通过将模拟计算出的桩基轴向承载性能指标进行对比分析,得到多年冻土区桥梁桩基轴向承载性能指标随冻土层上限下移的变化规律.其成果可为多年冻土区桥梁桩基的设计、施工与加固处理...     

粘弹性人工边界在地下结构抗震分析中的应用

地下结构地震反应分析需考虑结构-地基的动力相互作用,其中场地土层的自由场反应分析是确定地震输入的关键问题。以往地下工程实例表明,在结构动力时程计算中,能否有效模拟无限地基边界对结构抗震分析有很大的影响。基于某地下综合体项目进行抗震评估,采用黏弹性人工边界模拟自由场震动响应,克服工程中传统分析里不能模拟场地无限域的缺点。为地下结构的动力时程分析提供可靠数值依据。     

市政隧道基坑开挖对既有下卧地铁盾构隧道影响分析

以西安南门外综合改造工程环城南路市政隧道上跨既有地铁2号线盾构隧道为依托,根据拟定的设计方案,采用FLAC3D有限差分程序对市政隧道基坑开挖对下卧地铁盾构隧道的影响进行数值分析,并对隧道抗浮进行验算。计算分析结果表明:采用跳槽、分段、分层、对称开挖并结合"板凳桩"加固区间隧道的设计方案能有效控制基底土体的隆起和隧道的变形,盾构隧道变形值和抗浮满足相关保护标准和规范的要求,基坑开挖不会影响地铁2号线的正常安全运营。同时,在施工过程中对区间隧道进行了自动化实时监测,监测结果验证了设计方案的合理性和可行性。设计方案对类似工程的设计和施工具有一定的借鉴和指导意义。     

哈牡线季节性冻土接触网基础处理措施探讨

针对哈尔滨至牡丹江电气化改造工程季节性冻土分布的实际工程特点,结合季节性冻土条件下接触网基础的设计理念,对本项目选用的扩大型钢柱基础和不带扩底的拉线基础进行切向冻胀应力计算分析,并考虑影响切向冻胀力的水分、土质、负温以及基础侧表面的粗糙度等主要因素,提出了对钢柱基础采用换填加扩大型基础的处理措施,对接触网的下锚拉线基础提出了换填及加大埋深等防冻胀处理措施以抵抗季节性冻土的上拔力。     

浅谈桥梁防水与防腐

该文介绍了桥梁防水层材料及其铺装技术,针对桥梁在不同地区经历了季节变换后所呈现的各种老化腐蚀现象,提出了处理方法。