離岸淺基礎在復合加載模式下的承載力特性研究.pdf

1、由于復雜的自然環(huán)境和工作條件，離岸淺基礎處于豎向、水平、力矩和扭矩等多種荷載聯(lián)合作用的復合加載條件下。其破壞模式通常包括豎向整體剪切破壞，滑移破壞和傾覆破壞。在傳統(tǒng)的承載力計算理論中，淺基礎在復合加載條件下的承載力是通過修正作用于均勻塑性半無限地基上的條形表面基礎的豎向承載力而得到的。近些年發(fā)展起來的破壞包絡面方法克服了傳統(tǒng)理論中的諸多不足，能顯式地考慮荷載傾斜，荷載偏心，基礎形狀與埋深，以及地基強度不均勻程度等因素對淺基礎承載力的影響

2、。淺基礎承載力的破壞包絡面理論在離岸淺基礎的設計中已獲得了廣泛的應用，但由于破壞包絡面形狀的影響因素眾多，該理論尚待進一步地完善?；诖耍疚氖紫冉Y(jié)合工程實例討論了破壞包絡面理論應用于工程實踐需要注意的問題，然后通過建立有限元模型確定了一系列邊界條件下的淺基礎的破壞包絡面方程。本文的研究目的在于完善淺基礎的破壞包絡面理論，為離岸淺基礎的設計優(yōu)化提供理論指導。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）基于破壞包絡面理論，建立了砂基上

3、四腿平臺多基礎系統(tǒng)的承載力計算方法，并通過工程實例驗證了計算方法的可行性，并對破壞包絡面理論在計算荷載安全系數(shù)和結(jié)合“分項系數(shù)”法進行基礎設計等方面的應用給出了建議。
　　（2）提出了無拉力土-基礎接觸面的數(shù)值模擬方法。通過與已有研究結(jié)果的對比和相關(guān)試驗的驗證，證明了無拉力土-基礎接觸面可以采用摩擦角接近90°的Coulomb摩擦接觸模型模擬。在此基礎上，研究了平面V-H-M加載模式下無拉力接觸面條形和圓形表面基礎的承載力特性。<

4、br>　?。?）以破壞包絡面的形式研究了極復雜荷載條件下無限拉力接觸面表面圓形基礎和不同寬長比矩形防沉板基礎的承載力特性，并在全三維加載條件下，研究了接觸面條件對海底防沉板基礎承載力的影響。
　?。?）一般情況下，傳統(tǒng)方法得到的解都低估了無拉力接觸面條件下得出的有限元解。在包含力矩荷載的復合加載情況下，無拉力接觸面條件下的破壞包絡線會落在無限拉力接觸面條件下的破壞包絡線的內(nèi)側(cè)。
　?。?）隨著扭矩荷載的增大，H-M破壞包絡線

5、成比例地向內(nèi)收縮，即扭矩荷載能有效地減小包絡線的尺寸，但對其形狀的影響可忽略不計。所以，可分別根據(jù)H-T和M-T間的相互關(guān)系，通過減小用于歸一化的最大水平和力矩荷載的方式縮小H-M破壞包絡線的尺寸，達到考慮扭矩荷載效應的目的。
　　（6）本文提供了所有破壞包絡線相對應的破壞包絡線方程，并通過計算實例說明如何將所提方程應用于巖土設計。破壞包絡線方程能夠方便地編入自動計算工具中，快速地生成破壞包絡線，輔助港口與海洋工程中淺基礎的設計和