砂土上复合重力式基础承载力包络面及系泊点研究

重力式锚固基础具有较好的稳定性和环境适应性,是砂土海床上锚固海上浮式平台时较为可靠的方案.根据现有研究可知,添加裙板可提升重力式基础的各向承载力,对重力式基础打孔可减少基础所受水动力.为提升重力式锚固基础的承载能力和使用性能,本文提出了一种带有裙板和底部打孔的复合重力式基础,可显著减少传统重力式锚固基础的成本、减少基础底部水动力、便于基础贯入土体内部.本文基于有限元极限分析方法,首先研究裙板和打孔对基础竖向承载力的耦合作用,发现裙板可提升基础承载力,打孔率较高时基础承载力降低,在临界打孔率内时基础承载力不变,随后求得临界打孔率内复合重力式基础的三维承载力包络面.考虑复合重力式基础实际运用问题时,基础的实际承载能力与锚固点位置相关,使用基础的三维承载力包络面可求得最佳锚固点位置.基于实际的波浪流参数,求得基础承受的波浪力等外荷载,建立复合重力式基础的受力模型,将复合重力式基础的受力转化为三维承载力包络面中的荷载路径,求解荷载路径与承载力包络面的交点方程式得到基础提供的系泊力,对比不同系泊点位置和系泊角度得到的系泊力,发现在重力式锚固基础底部水平系泊可以为系泊缆提供最大系泊力.

装配式方形基础的黏土地基承载力特性研究

利用弹塑性有限元分析可满足快抢快建的装配式方形基础作用下不同黏土类型地基的极限承载力.通过预位移方法研究基础的极限承载力及其破坏模式,提出载承力计算图和V-H面的承载力包络图,讨论尺寸效应.研究表明:基础尺寸对地基极限承载力影响显著,而对无量纲承载力以及归一化承载力包络面影响甚微;地基承载力也随着土体的模量增加而增加,其中硬塑黏土的无量纲承载力和归一化承载力包络面的曲线倾斜角略大于其它土体地基.

砂土中单桩倾斜向抗拔加载试验研究

深远海域漂浮式风机的抗拔桩基础为上部结构提供锚泊力,桩基受到竖向浮力和水平波浪荷载耦合作用。为探究抗拔桩倾斜向承载特性,采用一套单桩多角度加载的试验装置,开展砂土中不同加载角度和埋置深度的单桩倾斜向抗拔加载试验。对试验结果进行归一化分析,得到了桩基倾斜向加载的归一化强度包络面方程。研究发现,随着加载角度的减小,单桩极限承载力呈现先增大后减小的趋势;相对于竖向承载力,桩长增加对水平向承载力增加更明显。最后,本文进一步结合现有单桩竖向和水平向极限承载公式,根据试验得到的强度包络面方程,建立了砂土中单桩倾斜向抗拔承载力的简化分析算法。