砂土中桩靴插桩对临近筒型基础的影响研究

通过物理模型试验和有限元法研究砂土中风电安装船桩靴插桩对临近筒型基础的影响。首先通过物理模型试验,验证有限元模型的合理性,初步确定桩靴在砂土中贯入的影响范围大致在2.5倍桩靴直径。基于有限元CEL方法进一步研究桩靴和筒型基础的净距与桩靴直径之比(S/D)对筒型基础在位稳定性的影响。结果表明:筒型基础的倾斜率、最大竖向位移以及筒壁应力随着S/D的增大而逐渐减小,插桩过程中,靠近桩靴一侧的筒裙和分舱板应力远大于远离桩靴一侧的筒型基础应力,且筒顶的土压力远小于筒底土压力。

埕岛油田反复插拔桩高扰动地层下动平台插桩分析

埕岛油田动平台反复在同一井口插拔桩作业对海底土层破坏扰动极大,常规插桩分析方法对高扰动地层预测不准的问题频频发生。为提高插桩分析符合率及降低平台就位风险,通过对比SY、ISO、SNAME等国内外规范,提出了埕岛油田地区反复插拔桩高扰动土层的插桩分析方法,该方法基于总结国内外规范桩基承载力计算方法,定性分析插桩对土体的破坏模式,采用大数据分析历史插桩深度和埕岛油田水深特征,归纳就位区域海床均匀性和插桩深度规律,最后通过对已有桩坑强度判别和物探手段进行综合分析。实例运用效果表明,该方法可提高动平台在同一井口多次作业插桩符合率及作业效率,降低动平台隐患。

DBI-Go:动态插桩定位Go二进制的非法内存引用

Go语言,也称Golang,由于其语法简单、原生支持并发、自动内存管理等特性,近年受到很多开发者的欢迎.Go语言期望开发者不必了解变量或对象是分配在栈上还是在堆中,而由Go编译器的逃逸分析来决定分配位置,再由Go垃圾收集器自动回收无用的堆对象.Go的逃逸分析必须正确决定对象的分配位置以保证内存状态的正确性.然而,目前Go社区中逃逸相关问题频发,潜在导致程序崩溃等致命问题,而目前对该方面的研究缺失.为有效检测编译器生成的代码是否存在可能引起运行时崩溃的非法内存引用,填补研究空白,对Go程序执行进行抽象建模,并提出两条判定写入违例的规则.基于这两条规则,克服Go二进制中高层语义缺失、运行时信息不便获取等挑战,设计一个轻量化的分析工具DBI-Go.DBI-Go采用静态分析加动态二进制插桩的分析方式,基于动态二进制分析框架Pin来实现,可以识别Go二进制中违例的store指令.实验结果表明,DBI-Go可以检测出Go社区中所有已知的逃逸相关Issues;DBI-Go还发现一个目前Go社区未知的问题,该问题已经得到确认.在实际项目上的应用则表明DBI-Go可以帮助开发人员找出逃逸算法的错误.测试结果还表明DBI-Go采取的措施可以有效降低误报率且在93.3%的情况下带来的额外运行时开销小于原先的2倍.同时,DBI-Go无需修改Go的编译运行时,可以适配不同版本的Go,有较高的适用性.

水下防护设施插桩响应的离心模型试验研究

某拟建水下油气生产系统采用大直径薄壁钢圆筒作为防护设施。自升式钻井船进行钻修井作业时,桩靴插拔会产生较大范围的挤土作用,当钻井船插拔桩位置靠近水下生产系统的防护设施时,会导致钢圆筒产生附加的应力和变形,从而对水下生产系统产生影响。为此开展离心模型试验,研究黏土中不同桩靴插桩深度,不同间距对水下生产系统防护设施钢圆筒的影响。研究表明,钢圆筒的筒壁应变、筒顶变形及筒壁土压力均随筒靴间距的增加而减小,随桩靴贯入深度的增加而增加,与桩靴下压阻力同步发展。插桩引起的筒身应变主要集中在正对桩靴一侧,当筒靴间距小于0.9倍桩靴直径时,钢圆筒筒壁发生屈服;筒顶位移主要为向筒内发展的水平向位移;筒壁土压力增量约为静止土压力的0.6倍。桩靴插桩对钢圆筒的影响范围超过了1.3倍的桩靴直径。

自升式钻井船插桩对导管架平台的影响分析

自升式钻井船插桩过程中,桩靴插桩会导致邻近导管架平台桩身承受水平方向挤土力作用,不可避免对邻近平台的桩基稳定性产生不利影响,甚至危害平台的安全,因此有必要分析自升式钻井船插桩对导管架平台的影响。耦合的欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-Lagrangian,简称CEL)有限元方法结合了拉格朗日网格与欧拉网格的优点,能有效模拟整个连续过程累积的挤土效应对邻近桩基的影响。为此,结合南海某自升式钻井船靠导管架平台插桩实例,采用CEL方法构建自升式钻井船桩靴和导管架平台结构模型,分析自升式钻井船就位插桩过程引起的土体响应,并在此基础上,研究自升式钻井船桩靴对平台桩基的影响,根据中国船级社规范校核桩身强度,分析对桩基竖向和水平向承载影响。结果表明:距自升式钻井船桩靴最近的导管架平台桩基受到的影响最大;随着自升式钻井船桩靴贯入深度增大,导管架平台桩基应力逐渐增大,导管架平台桩基最大应力位置逐渐下移;自升式钻井船桩靴对导管架平台桩基承载力和轴向位移影响较小。

一种面向嵌入式设备的动态插桩方法

现有动态插桩方法大多基于x86/x64指令集,对嵌入式设备常用的RISC兼容性较差,且在应用嵌入式设备时存在插桩效率低、资源消耗大等问题。文中提出了一种面向嵌入式设备的动态插桩方法DIEB(Dynamic Instrumentation Method for Embedded Physical Devices)。DIEB在嵌入式设备中使用以控制转移指令为探针的探测模式对目标进程进行动态二进制插桩。DIEB提出了一种轻量化的解释执行指令方法,根据指令的运行环境设置指令解释执行区域,并在解释执行区域中解释执行指令获取执行结果。在目标进程动态运行过程中,DIEB通过解释执行用作探针的控制转移指令,获取控制转移指令的目的地址,从而跟踪目标进程的执行流,在软硬件资源紧张的嵌入式设备上高效地进行动态插桩。ARM指令集是一种典型的RISC指令集,测试实验以ARM指令集为验证对象,在NetGear R7000等设备上进行。实验结果表明,经过DIEB插桩的进程可以正常运行,插桩导致的时延远小于基于ptrace的插桩方式,解决了PIN,Dynamorio等现有动态插桩框架难以在嵌入式设备上运行的问题。此外,DIEB具有在多线程环境下稳定运行的能力,可以准确记录并发线程的执行流轨迹。

基于插桩分析的Java虚拟机自适应预取优化框架

对堆上数据的频繁访问是Java程序的主要开销,为此,研究者们通过虚拟机收集堆上数据访问的信息,而后采用预取或垃圾收集来改进内存性能.常用的收集方法有采样法和插桩法,但二者无法同时满足细粒度和低开销的要求.针对这两个要求,提出基于插桩分析的虚拟机自适应预取框架,该框架通过插桩收集信息,并根据程序运行时的反馈自适应地调整插桩并进行预取优化.实验结果表明,自适应预取优化在Pentium 4上对SPEC JVM98和Dacapo有不同程度的提高,最高的达到了18.1%,而开销控制在4.0%以内.

钻井船插桩对邻近桩影响的耦合欧拉-拉格朗日有限元方法研究

依据模拟钻井船在黏土层中插桩对邻近桩影响的离心模型试验结果,研究了通过耦合欧拉-拉格朗日（CEL）有限元计算并结合非线性地基梁有限元计算,分析钻井船插桩对邻近桩影响问题的可行性。CEL有限元方法将产生大变形的土体设为欧拉体,采用欧拉有限元方法计算该区域的变形响应,计算过程中,欧拉体的空间网格形状、大小位置保持不变,物质可在网格之间运动;其他土体设为拉格朗日体,采用拉格朗日有限元方法计算变形响应,计算过程中,物质的运动和网格的变形保持一致。运用罚函数方法实现欧拉体与拉格朗日体的耦合。通过CEL有限元计算,可以确定钻井船插桩导致的邻近桩桩身水平位移。进一步通过非线性地基梁有限元模型计算确定桩身弯矩。计算结果表明,利用CEL有限元方法并结合非线性地基梁有限元方法计算出的桩身位移和弯矩沿桩长的变化与离心模型试验结果基本一致。说明采用CEL有限元方法并结合非线性地基梁有限元方法分析黏土层中插桩对邻近桩的影响问题是可行的。CEL有限元模型中欧拉土体范围的设置对计算结果有明显影响。研究表明,若插桩深度小于0.75倍桩靴直径,可将欧拉土体范围设置成1.00~1.25倍桩靴直径;若插桩深度大于0.75倍桩靴直径,将欧拉土体范围取为插桩深度以下0.5倍桩靴直径是恰当的。

基于CEL分析方法的移动式平台插桩阻力

基于欧拉-拉格朗日耦合(CEL)分析方法,运用ABAQUS有限元软件对移动式平台的插桩过程进行数值模拟。通过分析不同土壤条件和插桩速度对于插桩阻力的影响,得出当土壤的不排水抗剪强度越大时,插桩阻力随着插桩深度变化的曲线振荡越明显;当插桩速度越大时,插桩阻力越大,并且拐点出现的越慢。

水射流无损插桩专用机具射流装置设计

根据重复组装式导流桩坝专用射流机具的要求,对其射流装置进行了设计。该射流装置由13个喷嘴和射流板通过螺栓与混凝土预制管桩组成,其中5个直喷嘴、8个斜喷嘴,喷嘴出口直径为16 mm、长径比为4、入口角取20°;射流板厚30 mm,材料为Q235A。应用结果表明:该射流装置设计合理,插桩效率较高。

水射流无损插桩专用机具的研制及试验应用

水射流无损插桩专用机具的工作原理是利用高速水射流冲击土层形成井孔，利用起吊机械起吊管桩，依靠重力作用将桩沉入井孔中。该机具由供水系统、压盘装置、射流装置和起吊机械等组成。在南裹头险工试验表明：河床中插入一根外径500 mm、内径300 mm、长20 m的混凝土预制管桩，用时4-67 min，正常情况下每天可插桩10根，桩倾斜度不大于10°。

复杂地层条件下自升式钻井平台插桩穿刺分析

在复杂地层(硬土层覆盖软土层,即层状地基)条件下,自升式钻井平台预压载期间可能发生桩腿桩靴穿透上部硬土层,并在下伏软土层中快速沉降形成穿刺,导致平台结构受损,造成重大经济损失。对自升式钻井平台穿刺事故进行了统计分析,同时对穿刺破坏机理进行了研究,并以南海西部A井位为例,提出了可行的穿刺预防措施,对保证平台作业安全具有重要意义。

钻井船插桩对导管架平台群桩影响的CEL有限元分析

采用CEL大变形非线性有限元方法并结合非线性地基梁模型对海洋石油941钻井船在番禺10-2平台钻井插桩时对邻近导管架平台群桩的影响进行了分析,并得到以下结论:1)钻井船插桩过程中,桩身最大位移及出现的位置随钻井船插桩深度增加而下移且钻井船插桩位置与群桩距离越近,对桩的影响越大;2)在插桩过程中,桩身最大弯矩出现的位置与桩身最大位移出现的位置一致,而桩身最大剪力出现的位置较桩身最大弯矩出现的位置偏下;3)与没有插桩影响的群桩相比,桩身最大弯矩与桩身最大剪力明显增加。

硬土-软土插桩过程数值分析及验证

基于Hossain M S的土工离心模型试验,建立自升式平台插桩过程的数值模型,根据数值计算结果分析插桩过程中土壤流动特性以及插桩深度与插桩阻力的关系,并首次对桩靴底部压力分布规律进行研究。利用Hossain M S的试验结果对数值模型进行了验证,数值解与试验值吻合程度较好,说明模型可靠。数值计算结果表明:插桩过程中发生了硬土表面局部隆起、硬土-软土界面变形、空腔形成、土壤回流等现象;硬土、软土的强度比越小,桩靴下方硬土块体积越小,桩靴上方硬土分布越连续、均匀,空腔深度越大;土壤重度越大,桩靴上方硬土回流量越大,空腔深度越小,土壤重度对桩靴下方硬土块形状和体积几乎没有影响;硬土软土的强度比越大、有效重度比越小,发生"刺穿"的可能性越高。桩靴底部压力由内向外先增大、后减小、再增大,证明《海上移动平台入级与建造规范》中桩靴底部压力的线性分布假设与实际不符。

面向程序分析的插桩技术研究

为了满足测试覆盖分析和软件调试等程序分析技术对插桩技术的需求,提出了插桩模型,开发了一款实用的插桩工具。基于双缓冲技术,构建词法分析器和语法分析器。在语法分析归约时同步收集插桩信息,然后根据插桩策略执行插桩,生成目标文件。得到的程序运行时信息被应用于影响广泛的四种软件自动调试分析方法。对于这四种方法。缺陷语句均被准确识别为最可疑语句。应用结果表明,该方法能够为准确高效的程序分析提供必要的运行时信息。

挤压破坏模型在自升式钻井船插桩分析中应用——以海洋石油941号钻井船为例

自升式钻井船对于上硬下软地层的极限承载力分析常用刺穿分析方法。通过对"SNAME"推荐的"挤压破坏模型"与传统刺穿破坏模型内生机理的分析,并应用这两种方法对海洋石油941号钻井船在南海两个井场的承载力分析结果进行对比,探讨挤压破坏模型的适用条件,以提高预测钻井船插桩深度的准确性。

自升式钻井平台插桩问题探讨

插桩作业是自升式钻井平台重要的工作之一,也是平台出坞以后进行其他工作和平台迁航到作业地进行钻井作业的前提。在介绍国内、外自升式钻井平台插桩技术现状的基础上,对自升式钻井平台插桩作业问题进行了讨论,包括海洋调查、工程调查、平台的穿刺问题、平台插桩操作过程中的问题及升降锁紧等重要设备的性能分析。指出平台穿刺问题基本上都是对地层的地质结构分析不清,对地层的剪切强度计算存在问题造成的;同时也指出了平台插桩过程中应注意的问题。最后就我国的自升式钻井平台插桩作业技术发展提出建议。

自升式钻井平台插桩分析的几个关键问题

独立桩脚自升式钻井平台在我国海洋石油勘探开发中的应用已有三十多年的历史,在长期平台插桩分析工作的基础,虽然积累了丰富的经验,但面对新的勘探区域,也会出现预测不准的情况。究其原因主要是对场地土质条件了解不够充分、土质参数评价不够准确、计算模型过于单一和地区经验积累不足等。为提高插桩分析结果的准确性,通过多次工程插桩实践,总结了插桩分析几个需重点关注问题。结合某工程实例,在考虑这些关键问题的基础上,得到插桩分析预测结果与实际插桩结果基本吻合。

基于路径覆盖插桩的可执行代码测试工具实现

为解决传统程序插桩技术存在代码膨胀和运行时间较长的问题,提出对可执行代码进行控制流路径覆盖消除冗余的插桩策略。依据该策略设计一种针对Java可执行代码的单元测试工具,完成程序执行路径跟踪和覆盖率分析。对测试工具进行功能验证和性能分析,结果表明,该策略能够有效减少插桩点数量,降低插桩对被测程序时间特性的影响。

自升式钻井船插桩深度预测

论述了自升式钻井船插桩深度预测的目的、方法、局限性及提高预测准确性的措施，介绍了钻井船基础极限承载力和刺穿危险性分析方法。