21816.強(qiáng)度沿深度增加土層中張緊式吸力錨承載力研究

1、強(qiáng)度沿深度增加土層中張緊式吸力強(qiáng)度沿深度增加土層中張緊式吸力錨承載力研究錨承載力研究StudyontheBearingCapacityofSuctionAnchswithTautMoingSysteminSoftClaywiththeStrengthIncreasealongtheDepth學(xué)科專業(yè)：巖土工程研究生：山傳龍指導(dǎo)教師：王建華教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一二年六月摘要隨著人類對(duì)油氣能源需求的日益增加，海洋油氣開(kāi)采逐漸走向深水

2、，張緊式吸力錨作為一種新型的深水海洋平臺(tái)基礎(chǔ)開(kāi)始在世界范圍內(nèi)開(kāi)始得到應(yīng)用。目前對(duì)于強(qiáng)度沿深度線性增加土體中靜荷載作用下以及靜荷載和循環(huán)荷載共同作用下吸力錨的破壞模式和承載特性的研究比較缺乏。本文針對(duì)這一問(wèn)題通過(guò)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬來(lái)展開(kāi)研究。首先，采用真空分層預(yù)壓法制備了強(qiáng)度隨深度線性增加的土層。制備過(guò)程中，只在底部設(shè)置土工布，土箱四周不設(shè)置排水邊界，這樣可以減少四周土體硬殼的形成，從而降低邊界效應(yīng)。其次，在強(qiáng)度隨深度線性增加的土層中，通

3、過(guò)模型試驗(yàn)研究吸力錨在靜荷載作用下的破壞模式。當(dāng)荷載位移曲線的斜率接近為零時(shí)，對(duì)應(yīng)的外荷載即為所要求得的極限承載力，并將該承載力對(duì)應(yīng)的系泊點(diǎn)沿系泊方向位移大小定義為破壞標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于不同的破壞模式應(yīng)按照不同的位移標(biāo)準(zhǔn)確定極限承載力，并且按照這一標(biāo)準(zhǔn)得到的極限承載力大小與理論計(jì)算值較為吻合。不同土層中長(zhǎng)徑比以及加載方向的改變對(duì)錨承載特性的影響并不一致，當(dāng)錨為豎向破壞時(shí)，其承載力的大小由豎向抗力決定；當(dāng)錨為水平破壞時(shí)，其承載力的大小由水平抗力決

4、定。再次，進(jìn)行平均荷載和循環(huán)荷載共同作用下張緊式吸力錨的模型試驗(yàn)，結(jié)果表明：當(dāng)靜荷載試驗(yàn)為豎向破壞時(shí)，在平均荷載和循環(huán)荷載共同作用下錨的破壞為豎向破壞，當(dāng)靜荷載試驗(yàn)為水平破壞時(shí)，雖然平均荷載和循環(huán)荷載共同作用下錨的破壞仍為水平破壞，但是隨著循環(huán)荷載比的增大，錨系泊點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向角逐漸增大且均大于靜荷載作用下的運(yùn)動(dòng)方向角，這一現(xiàn)象說(shuō)明循環(huán)荷載對(duì)錨豎向抗力的弱化程度大于對(duì)其水平抗力的弱化程度，并且隨著循環(huán)荷載比的增大，這種弱化差異越明顯。將強(qiáng)