论文部分内容阅读
随着我国港口及海洋工程建设的迅速发展,对地基稳定性的要求也越来越高。吸力式桶形基础作为一种适用于软土地基的基础结构型式,已被广泛应用到海洋平台、风机和防波堤等工程设计及建造中。四隔舱新型吸力式桶形基础结构在现有桶形结构的基础上,在桶内设置十字形内隔板,将下部桶体分为四个隔舱,不但可以增加结构的整体刚度,还能通过控制各个隔舱盖板上抽气阀的充气量或排气排水量,保证结构在浮运和下沉过程中的垂直度,但内部十字隔板对桶形基础承载力的具体影响效果目前尚不明确。另外对于桶形基防波堤结构,现有研究也尚未涉及基础间距对地基承载力的影响。由于基础在工作中除了受到自重引起的竖向荷载的长期作用,往往还受到由波浪等引起的水平和力矩荷载,从而使地基受到竖向荷载V、水平荷载H和力矩M的复合加载作用,因此有必要针对单一荷载和复合加载作用下四隔舱桶形基础的承载力特性开展相关研究。本文通过建立孤立式以及成排的四隔舱吸力式桶形基础的有限元模型,系统地分析了基础在单一荷载作用下的极限承载力和复合加载作用下的破坏包络面,主要包括以下内容:(1)针对不同的土体剪切强度不均一度指标κ和基础深径比d/D,通过有限元软件ABAQUS建立了孤立式的四隔舱桶形基础的有限元模型,分析了基础在单一荷载分量以及复合加载作用下的地基承载力特性,并与无隔舱的桶形基础和埋入式实心圆形基础的有限元计算结果进行比较,分析不同条件下十字隔板对吸力式桶形基础单向承载力以及复合加载破坏包络面的影响效果。同时考虑到海上孤立式基础的受力特点以及四隔舱桶形基础的结构特征,讨论了荷载作用方向对各单向承载力的影响。(2)针对κ=6的情况,建立了四隔舱吸力式桶形基础防波堤结构的有限元模型,分析了桶形基础防波堤结构各单向承载力随桶间距和基础深径比的变化规律,同时与孤立式基础的各单向承载力及相应的破坏模式进行了比较;在复合加载作用下,分析了不同桶间距时防波堤结构的破坏包络面的变化情况。最后对比分析了不同κ值对各单向承载力和复合加载破坏包络面的影响。(3)根据有限元计算结果提出了孤立式以及成排的四隔舱吸力式桶形基础各单向承载力及破坏包络面的拟合公式,可为该新型结构的设计施工提供参考,促进其推广应用。