海洋平台桩基计算及施工方法探讨

海洋平台桩基计算及施工方法探讨

一、海洋平台桩基计算与施工方法探讨(论文文献综述)

郭星宏[1](2021)在《自升式平台插拔桩对邻近基础影响的研究》文中研究表明自升式平台是海洋能源开发领域应用较为广范围的一种平台型式。钻井平台、维修平台、海上风电安装平台等自升式平台靠作业臂进行工作。由于作业臂极限长度的限制,桩靴安装位置与邻近基础距离较近,不可避免对基础稳定性造成一定不利影响。本文针对桩靴基础贯入、拔出对邻近沉垫和大直径桩基的位移影响进行研究。并对大型沉垫基础坐底工作时,循环承载力的评价提出了一种简单方法。首先,利用耦合的欧拉-拉格朗日法(CEL)模拟了桩靴贯入、拔出过程,并将数值计算的插桩反力与SNAME 2008规范计算的理论值进行对比,土体流动机制与已有文献的离心机试验进行对比。结果表明,CEL方法可以较好地模拟桩靴连续贯入、拔出过程。其次,运用CEL对正常固结黏土下桩靴插拔对邻近大型沉垫基础的影响进行分析。并对探究了插桩间距、土体强度、桩靴直径的影响。计算结果表明:插桩时沉垫向上运动、拔桩时沉垫向下运动,靠近桩靴一侧受到影响较大。沉垫水平位移在不同插桩间距下规律不同。插桩深度越深、距离越小,沉垫的位移转角影响越大。土强度越低,沉垫水平位移和拔桩时竖向位移越大。桩靴直径减小,桩靴周围土体扰动范围减小,沉垫位移减小。插拔桩对沉垫位移转角影响较大的时刻包括插拔桩作业初期和拔桩完成后。然后,对均质硬黏土场地条件下,桩靴插拔对邻近大直径桩基础位移影响进行分析。结果表明:桩靴贯入、拔出造成大直径桩基的附加竖向位移满足现行规范要求,但1.25倍桩靴直径范围内大直径桩基倾斜转角不满足规范要求。大直径桩基最大位移发生在桩靴进行拔出作业初期。最后,针对循环荷载作用下大型沉垫基础地基承载性能弱化的问题,提出了一种通过循环荷载序列选取动荷载特征值,基于常规海洋岩土勘查获得的土体静强度参数,利用已有文献中类似土体循环荷载残余强度和累计变形试验结果,定量分析循环荷载对沉垫承载力影响的简单方法。并以南海北部湾某油田场址为例,利用该方法从地基承载力角度验证了可移动多功能平台采用大型沉垫基础的可行性。认为沉垫基础在该油田场址能够通过循环荷载作用下承载力校核。

Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[2](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中进行了进一步梳理为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)

窦锦钟[3](2020)在《饱和软土中钢管单桩连续贯入的混合网格有限元分析》文中研究表明饱和软土中钢管桩连续贯入过程对临近土体作用显着,主要表现形式为土体结构破坏、土体变形以及超孔隙水压力响应,从而改变桩的周边环境状态、影响自身贯入阻力及桩基承载力时效。现有研究主要关注桩基贯入完成后的承载力变化,但钢管桩连续贯入过程的作用机理及其对后续承载性能的影响不容忽视。研究连续贯入过程的作用机理关键在于如何分析土体大变形和孔压响应。传统Lagrange方法采用有效应力形式的本构但无法解决土体大变形带来的网格畸变问题,而CEL或ALE等大变形方法通常忽略了孔隙水压力的影响。因此,提出一种同时解决网格畸变以及孔压计算问题的有限元方法,进而深入研究饱和软土中钢管桩连续贯入作用机理是十分必要的。本文通过引入混合Lagrangian-ALE方法,实现了基于有效应力分析的饱和软土中钢管桩大变形连续贯入有限元模拟。研究了不同施工和土质参数对土体变形和超孔隙水压力的影响,揭示了饱和软土中钢管桩连续贯入作用机理,并提出评估不同桩端形式钢管桩连续贯入作用的方法。研究了不同土质参数对土体固结的影响,揭示了钢管桩贯入结束后土体固结效应的机理,探讨了土体固结效应与桩基承载力时效的相关性。本文的主要内容和结论包括:(1)提出了考虑不同类型网格间土体应力连续性的Lagrangian-ALE混合有限元分析方法,实现了饱和软土中钢管桩连续贯入过程的模拟。该方法将桩-土接触面附近区域的土体模型设置为非Lagrange网格,并采用总应力分析条件下的土体参数;将其余区域的土体模型设置为Lagrange网格,并采用有效应力分析条件下的土体参数。考虑弹性变形阶段各向同性土体的剪切模量在两种应力分析条件下是相等的,由此建立两种应力分析条件下土体参数的关联性,从而保证混合网格界面处土体应力的连续性。对饱和软土中钢管桩静压贯入全过程(贯入过程及贯入结束后土体固结阶段)以及锤击贯入过程进行模拟,并与实测数据进行比较,验证了采用混合Lagrangian-ALE方法进行饱和软土中钢管桩大变形连续贯入有限元研究的可行性和可靠性。(2)对于静压闭口钢管桩,分析了不同施工和土质参数对桩周土体土体变形和超孔隙水压力响应的影响。研究结果表明:桩周土体超孔隙水压力的最大值?umax受钢管桩半径Rp、入土深度zp、土体不排水抗剪强度cu、弹性模量E、超固结比OCR的影响;桩周土体超孔隙水压力的径向影响范围以及土体发生侧向位移的径向范围受Rp、cu、E以及OCR的影响,贯入一定深度后将不受zp的影响;桩周土体发生侧向位移的径向范围可达(15-20)Rp,土体超孔隙水压力的径向影响范围可达10Rp。(3)将钢管桩的桩端设置为开口,分析了开口钢管桩静压贯入过程中不同施工和土质参数对钢管外侧土体变形和超孔隙水压力响应的影响。研究结果表明:?umax以及钢管外侧发生土体侧向位移的径向范围受Rp、zp、cu、E以及OCR的影响;钢管外侧土体超孔隙水压力的径向影响范围受zp、cu、E以及OCR的影响,当钢管桩半径超过一定值后将不受Rp的影响;钢管外侧土体发生侧向位移的径向范围可达(20-25)Rp,土体超孔隙水压力的径向影响范围可达(5-15)Rp;对于小直径钢管桩,相较于闭口钢管桩,开口钢管桩连续贯入对临近土体变形的影响更显着,随着zp的增大,由于开口钢管桩堵塞,其在土体中的贯入过程将与闭口钢管桩近似;当Rp较大时,闭口钢管桩连续贯入对土体变形和超孔隙水压力响应的影响更明显。(4)分析了超大直径开口钢管桩连续贯入过程中不同施工和土质参数对钢管内、外侧土体超孔隙水压力分布的影响。研究结果表明:对于超大直径静压开口钢管桩,钢管外侧土体超孔隙水压力的径向影响范围受Rp、zp、cu、E以及OCR的影响,可达3Rp;钢管内、外侧?umax受zp、cu、E的影响,与OCR无明显关系;紧邻钢管内、外侧?umax与Rp无明显关系,但钢管内土芯中心处?umax受Rp的影响。对于超大直径锤击开口钢管桩,钢管内、外侧?umax受锤击次数Nh、锤击荷载Fh、cu的影响,与E无明显关系,在紧邻钢管内、外侧与Rp无明显关系,在钢管内土芯中心处受Rp的影响;钢管外侧远桩身区域的土体超孔隙水压力及其径向影响范围受Rp、Nh、Fh、cu、E以及OCR的影响。(5)在参数分析的基础上,通过多元回归分析方法确定了评估闭口和开口钢管桩静压贯入引起的桩周土体超孔隙水压力分布的方法。将研究不同施工和土质参数下闭口钢管桩静压贯入阶段桩周土体超孔隙水压力沿深度分布规律的问题简化成研究不同施工和土质参数对与预测曲线相关的比例系数以及无量纲的桩周土体超孔隙水压力最大值(?umax/cu)的影响;对基于圆孔扩张理论推导的土体超孔隙水压力最大值计算公式进行修正,修正后的公式综合考虑了Rp、zp、cu、E以及OCR的影响,用于求解闭口和开口钢管桩静压贯入过程中?umax/cu的变化。(6)对饱和软土中闭口钢管桩静压贯入全过程进行模拟,分析了土体渗透系数ks、cu、E以及OCR对钢管桩贯入结束后土体固结效应的影响,并探讨了土体固结效应与桩侧承载力时效的相关性。研究结果表明:ks以及OCR影响固结阶段土体超孔隙水压力的消散速率以及固结持续时间,此外,OCR还影响固结阶段初始时刻的土体超孔隙水压力;但cu以及E仅对固结阶段初始时刻的土体超孔隙水压力有影响;在贯入阶段,近地表附近以及桩尖下部一定深度处负超孔隙水压力会增大贯入阻力;在固结阶段,负超孔隙水压力逐渐增大至正值的过程会引起桩基承载力的降低,甚至导致静载荷试验时桩基础突然下沉的现象,但达到一定时间后,正的超孔隙水压力的减小将会引起桩基承载力一定程度的增加。

王帅[4](2020)在《钙质砂地基中桩基动力承载特性研究》文中研究指明珊瑚岛礁上的钙质砂赋存于海洋动力环境中,具有易破碎、多孔隙、棱角突出等特点,表现出较高的压缩性。桩基础作为钙质砂地基中常用的基础形式,服役期间承担着上部构筑物恒载,同时还受到动力荷载作用。动力荷载作用影响着桩基承载性能和上部构筑物的稳定性,其核心问题是动荷载下桩-钙质砂的相互作用问题。研制了动静荷载桩-钙质砂相互作用试验系统,通过桩基模型试验分析了动力荷载下桩基沉降规律和承载性能。通过土工模拟试验分析了动荷载下桩周钙质砂动力响应特性,成桩过程中桩周钙质砂压缩变形特性,探究了渗流法无损定量描述桩周钙质砂颗粒破碎的方法和不同颗粒形状对桩端钙质砂密度和压缩性能的影响,内容及成果如下:基于相似理论进行设计,自主研制出动静荷载桩-砂相互作用试验系统。包括:桩基模型试验部分和桩周钙质砂土工模拟试验部分,前者可对模型桩施加动荷载,获取桩基沉降和承载力数据;后者可分析桩周钙质砂动力响应特性,试验系统设计合理、可施加多种类型荷载,操作简便。通过试验系统中的桩基模型试验装置,开展了动荷载下钙质砂单桩模型试验,分析不同动荷载比下的桩顶累积沉降、桩基承载力变化规律,揭示了典型动荷载作用下钙质砂单桩承载机理。发现不同动荷载比下,桩顶累积沉降形式有稳定型、渐进型、破坏型三种类型,并有显着的“门槛效应”。当加载次数达到“临界加载次数”时,桩顶累积沉降速率趋于平缓,据此建立了桩顶累积沉降预测公式。动力加载时,桩端与桩侧分担荷载比值处于动态变化,桩侧摩阻力随动力加载逐渐退化,发现了动力加载过程中存在的“累积损伤”效应,发现桩侧摩阻力弱化系数和加载次数之间满足Boltzmann函数关系。动力加载后施加静载,极限桩侧摩阻力降低,极限桩端阻力幅值随动荷载比增大而减小。通过试验系统中的土工模拟试验装置,开展了桩与桩周钙质砂(桩侧界面区、桩端核心区)动力响应特性试验,分析其压缩变形、颗粒破碎、桩侧界面区和桩端核心区钙质砂强度变化规律,揭示了桩端/桩侧钙质砂在动荷载作用下的响应机制。试验结论表明,动力加载时桩侧区域桩-砂界面强度会发生弱化,钙质砂发生剪缩现象,颗粒破碎明显。此时桩端核心区钙质砂压缩变形,也出现类似的“门槛现象”和“临界加载次数”。动力加载对桩-砂核心区强度具有弱化效应,桩周钙质砂动力响应与动荷载下桩基模型试验规律相吻合。开展了桩周钙质砂单颗粒动力加载试验,分析了颗粒形状、承压方向、动荷载比、加载次数对颗粒变形和强度规律的影响。经过动力加载后,颗粒呈现不同程度损伤,动荷载越大,颗粒强度降低幅度越大,颗粒破碎后各形状扁平度趋于一致。通过渗流法测定桩周钙质砂颗粒破碎效应,发现了桩周钙质砂因荷载增大而破碎程度加剧时,其渗透系数与颗粒级配变化、相对破碎率、孔隙比等指标具有相关性,利用渗流法进行桩周钙质砂颗粒破碎度量可行。拟合出钙质砂渗透系数与颗粒级配、荷载水平、相对破碎率的经验公式,预测结果良好,渗流法具有全面和无损的优点,可应用于工程中监测桩周钙质砂颗粒破碎。开展了成桩过程桩-钙质砂动力响应试验,分析了成桩过程中锤击能量、锤击次数对桩-砂界面和桩端核心区钙质砂压缩变形、颗粒级配、强度的影响。重点分析了施工荷载下钙质砂压缩变形、颗粒破碎规律,发现钙质砂对施工荷载十分敏感。研制动静荷载下桩端持力层钙质砂侧限压缩试验装置,探究了大量宽级配桩端钙质砂在典型动静荷载下的侧限压缩试验,发现荷载类型和幅值对钙质砂颗粒破碎影响显着,荷载导致桩端钙质砂颗粒级配、含砂量、颗粒形状等物理力学性质变化,如钙质砂颗粒级配和颗粒形状在一定冲击能范围内得到优化,据此提出钙质砂成桩施工的参考措施。采用图像分析和数理统计联合法,获得了典型的包粒状、树枝状、长条状纯净钙质砂试验材料,采用正交试验,分析了颗粒形状及含量对钙质砂密度值的影响。开展了不同幅值下钙质砂侧限压缩试验,发现三种颗粒形状钙质砂表现出不同的压缩性能和颗粒破碎规律。颗粒形状和含量对桩端钙质砂密度值、压缩性影响显着,工程建设中应予考虑。从岛礁的桩基持力层工程地质特点,动荷载桩基承载力计算,成桩工艺选择和方法,桩基运行监测和预测等四个方面,讨论了钙质砂桩基设计与施工关键措施,对试验结果的工程应用提供了建议。

王丹伶[5](2020)在《钢管桩横向焊缝对打桩过程中桩身应力的影响研究》文中提出海洋中蕴含着丰富的油气资源和风能资源,随着人类对油气资源和风能资源的不断开发,促成了越来越多的海洋石油钻井平台和风电机组的建造。钢管桩基础凭借其强度高、施工速度快、制作运输方便、环境影响小等优点,成为了海洋石油开发平台及海洋风力发电工程中最常采用的桩基形式。在钢管桩打桩过程中,打桩设备锤击钢管桩桩顶所产生的冲击荷载以应力波的形式在钢管桩中传播,钢管桩经过数千次的锤击后贯入设计土层中,在这个过程中钢管桩桩身承受拉-压交变应力。横向焊缝的存在会影响打桩应力波的传播过程,进而影响桩身应力。目前,海洋工程中的钢管桩越来越朝着大直径超长方向发展,桩身有很多横向焊缝,这些焊缝的存在对桩身应力峰值、桩身应力分布情况以及桩身应力循环次数等有重要影响。研究海洋工程中钢管桩横向焊缝在打桩过程对桩身应力的影响,对于全面深入了解钢管桩的桩身应力分布,评估桩身的安全稳定性,以及后期研究和界定钢管桩疲劳损伤有重要意义。以下为本文主要研究内容和得到的结论:(1)本文基于应力波原理,介绍了打桩过程中应力波在桩体中的传播特性,建立了简化的锤-桩-土动力响应模型,推导得到了桩体任意单元在任意时刻位移、速度、受力、最大拉应力和最大压应力的计算公式,以及应力波在连续变截面和焊缝处的传播系数。为了体现焊缝对应力波和桩身应力的影响,将桩焊缝模型引入到锤-桩-土动力响应模型中。基于雨流计数法原理,对焊缝影响下的桩体应力-时间历程曲线处理得到桩体的等效应力幅值及其所对应的循环次数。(2)结合国内某海上风力发电桩基项目,以该工程中的5根试验桩为研究对象,利用打桩模拟程序得到了这5根试验桩的F-V曲线和桩身截面最大应力值,将数值模拟结果与实测结果进行对比分析,基于分析结果对数值模型进行修正,进而验证了打桩模拟程序的可行性。(3)基于前面修正后的数值模拟打桩模型,研究了上述5根试验桩在入土深度分别为25m、40m和50m三种工况下,桩身横向焊缝数量和宽度对桩身拉应力和压应力的影响。通过模拟结果可知,桩身最大压应力通常在桩顶附近,桩身横向焊缝数量对桩身压应力影响明显。随着焊缝数量的增加,桩身压应力减小,泥面附近及以上位置处桩身拉应力增加,泥面附近及以下位置处桩身拉应力减小。随着焊缝宽度的增加,钢管桩桩身最大拉应力和最大压应力减小。焊缝宽度和桩身最大应力之间呈对数函数关系。(4)基于应力循环计数法,得到桩体在不同焊缝数量和宽度时的等效应力幅值及应力循环次数。结果表明:钢管桩在打桩过程中易产生高周应力疲劳,钢管桩随着桩身横向焊缝数量和宽度的增加,桩身应力循环累计总次数增加。随着钢管桩入土深度的增加,桩身应力循环次数呈幂函数关系增加。

李亚洲[6](2020)在《风-波浪-重力荷载作用下海上风电单桩基础动力承载特性研究》文中提出为深入贯彻海洋强国战略并减少传统能源利用所带来的环境污染问题,海上风能产业迎来了蓬勃发展。单桩基础作为最常用的海上风电基础形式,在服役期间承受着风荷载、波浪荷载以及上部风机塔筒结构重力荷载的共同作用,涉及到了静力荷载、动力荷载与倾覆弯矩荷载的耦合问题。单桩基础在复杂受荷状态下,桩身水平位移、沉降、弯矩以及桩顶加速度等动力承载特性较承受单一荷载时会表现出显着的差异,而目前关于风-波浪-重力荷载联合作用下海上风电单桩基础的动力承载特性的分析较少,尚且存在很多的理论研究工作需要进行。因此针对海洋环境中的单桩基础开展动力承载特性的研究,以期研究成果为海上风机单桩基础的设计与施工提供科学合理的参考依据。以我国东海响水海域某拟建风电场为工程实际环境背景,运用ABAQUS数值分析软件建立海洋环境中风电单桩基础的实体数值有限元数值计算模型,运用合理的波浪荷载、风荷载以及竖向荷载分析理论对风电场海域环境荷载进行计算,并将环境荷载等效为水平循环荷载、倾覆弯矩荷载以及重力荷载进行施加,在此基础上将数值模型的部分计算结果与现有研究成果进行对比,验证桩土有限元模型科学合理性。随后针对不同大小波浪荷载作用下,桩体水平位移与累积位移、桩基沉降、桩身弯矩及桩顶加速度等动力承载特性随风荷载以及重力荷载改变而发生的变化开展研究分析,以时程曲线及特殊时间点曲线的对比结果归纳风-波浪-重力荷载共同作用下海上风电单桩基础动力承载特性变化规律。最后采取控制变量法,对不同桩径、不同嵌固深度以及不同壁厚条件下的海上风电单桩基础动力承载特性进行研究,分析各因素变化对于单桩基础水平位移与累积位移、桩基沉降、桩身弯矩及桩顶加速度造成的影响,归纳影响变化规律。得到的主要结果如下:(1)单桩基础在不同工况下,桩身正负向水平位移累积量均随着横向波浪荷载循环次数的增加而增大。横向波浪荷载幅值是水平累积位移的主要控制因素;重力荷载对桩身位移累积有抑制作用,但当风浪荷载增大时,重力荷载的抑制作用减弱。风致倾覆弯矩荷载会使作用侧桩身水平位移累积速度增大,而对位移累积量的影响很小。(2)桩身正负向水平位移值与弯矩均随横向波浪荷载波高的增大而正比例增长;风致倾覆弯矩荷载会使作用侧桩身水平位移与弯矩增大,而另一侧水平位移与弯矩减小;重力荷载在风浪荷载较小时,能够使水平位移与弯矩的绝对值减小;随着风浪荷载逐渐变大,由于p-Δ效应的影响,重力荷载会使单桩基础开始出现附加位移与附加弯矩。(3)单桩基础桩顶加速度在波浪荷载幅值增大时会发生形态的变化,正负向加速度由不规则的双峰值曲线逐渐发展至与正弦函数曲线相似。桩顶加速度大小受风荷载与重力荷载的影响较小。(4)波浪与风所造成的水平方向荷载作用会使海上风电单桩基础的沉降增大,且随着波浪荷载波高与风荷载风速的增大,桩基沉降进一步发展,桩基沉降量对于风致倾覆弯矩荷载更为敏感。(5)承受风-波浪-重力荷载的单桩基础在桩径逐渐增大过程中,桩身正负向水平累积位移值减小,而减小的幅度越来越小,且受风致倾覆弯矩荷载与重力荷载的影响越来越小;桩身正负向水平位移值较大幅度减小,变形特征向刚性桩趋近,p-Δ效应的负面影响逐渐减小;桩身弯矩数值上随桩径的增大而增加,重力荷载带来的正面影响逐渐加强,桩身弯矩对风致倾覆弯矩荷载的敏感度逐渐降低;桩顶加速度在数值上持续减小,形状特征上由不规律逐渐向正弦函数曲线趋近,重力荷载与倾覆弯矩的影响均较小;单桩基础的沉降量不断减小,且风致倾覆弯矩对沉降量的负面影响逐渐减弱。(6)承受风-波浪-重力荷载的单桩基础在壁厚取值逐渐增大过程中,桩身正负向水平累积位移值先基本保持稳定后逐渐减小,风荷载与重力荷载的影响也随之减小;桩身正负向水平位移值减小,桩身刚度增大,p-Δ效应随挠曲变形的减小不断减弱,风致倾覆弯矩荷载在各工况下的影响越来越小;桩身弯矩在数值上随壁厚取值的增加而增大,重力荷载对桩身弯矩的抑制作用逐渐发挥,风荷载所引起的桩身弯矩变化量持续减小;桩顶加速度在数值上持续减小,受重力荷载与风荷载的影响也较小;桩基的沉降量基本保持稳定,各工况下沉降量与壁厚取值的关系曲线大致平行。(7)承受风-波浪-重力荷载的单桩基础在嵌固逐渐增大过程中,桩身正负向水平累积位移值变化量,受风致倾覆弯矩荷载与重力荷载的影响程度基本不变;桩身正负向水平位移值减小,桩身水平位移反弯点先上移后趋于稳定,重力荷载对桩身水平位移发展的抑制作用逐渐大于p-△效应造成的负面影响,风致倾覆弯矩荷载对水平位移的影响程度基本稳定;桩身弯矩在数值上随嵌固深度的增加而增大,p-Δ效应造成的影响随挠曲变形减小而减弱,风致倾覆弯矩荷载对桩身弯矩的影响不随嵌固深度增加而变化;桩顶加速度在数值上持续减小,重力荷载与倾覆弯矩的影响均较小;单桩基础的沉降量先减小后趋于稳定,风致倾覆弯矩对沉降量的负面影响也有相同规律。

徐玉[7](2020)在《溜桩与土塞效应影响下的大直径钢管桩基础承载特性研究》文中认为随着人们对石油资源需求的日益增加,海上油气的开发与利用将成为未来能源发展的必然趋势。海洋油气资源的开发与利用需要依托海上油气平台,而海上油气平台的桩基通常采用大直径钢管桩基础。由于大直径钢管桩基础自身的结构特点,在沉桩过程中会发生溜桩与土塞效应。溜桩与土塞效应会对大直径钢管桩基础的桩侧摩阻力与桩端阻力产生影响,进而改变大直径钢管桩基础的承载特性。目前国内外关于溜桩与土塞效应对大直径钢管桩承载特性的影响研究还比较少,相关理论亟待成熟完善。因此针对溜桩与土塞效应影响下的大直径钢管桩承载特性展开研究,以期研究成果能为大直径钢管桩基础的设计和施工提供参考。以南海荔湾桩基平台为工程背景,分析钢管桩沉桩阻力,通过静力平衡方程与能量方程求出钢管桩的溜桩区间,在此基础上结合发生溜桩后的土阻力分布特点,对不同深度的桩侧摩阻力进行影响区的划分,不同影响区的桩侧摩阻力采用不同的折减系数,并通过工程实测数据验证其合理性。随后对土塞微单元进行受力分析,结合太沙基承载力公式,推导出土塞高度的计算公式,再运用ABAQUS有限元软件建立土塞高度数值计算模型,通过数值模型计算结果对土塞高度计算公式的合理性进行验证。最后建立大直径钢管桩基础承载特性数值计算模型,对考虑溜桩与土塞效应影响的大直径钢管桩基础施加水平荷载与竖向荷载,分析不同工况下的钢管桩的桩身水平位移、桩壁土抗力、桩身弯矩、桩顶位移、桩身沉降、桩端阻力和桩侧摩阻力的变化规律。得到的主要结论如下:(1)溜桩会对大直径钢管桩基础的桩侧摩阻力产生影响,根据大直径钢管桩的溜桩区间以及溜桩后的土阻力分布特点,将桩侧摩阻力划分为3个影响区:完全影响区、不完全影响区、无影响区。完全影响区内的土体是受溜桩影响最严重的区域,溜桩结束时的摩阻力与打桩结束时的摩阻力基本相同,且数值很小。不完全影响区内的土体一定程度上受到了溜桩的影响,溜桩结束时土体仍具有一定的摩阻力,但随着打桩过程的进行,桩周土体提供的摩阻力逐渐衰减至很小。无影响区内的土体基本不受溜桩影响,桩侧摩阻力受溜桩的影响忽略不计,桩侧摩阻力的大小不发生改变。(2)土塞效应会使大直径钢管桩基础的桩身内形成一定高度的土塞,土塞高度可以反映因土塞存在而增加的桩内侧摩阻力与桩端阻力;利用土塞微单元的平衡受力方程,结合太沙基承载力公式,推导出土塞高度计算公式;土层性质对土塞形成高度存在影响,当钢管桩贯入砂土层时,土塞形成高度与土塞增长率相较于粘性土有所下降,桩底支反力有所上升;钢管桩的管径越大,土层性质对土塞形成高度的影响就越不明显。(3)水平荷载的作用下,溜桩会使大直径钢管桩基础的桩身水平位移、桩顶位移、桩身弯矩以及桩壁土抗力增大,土塞效应会使大直径钢管桩基础的桩身水平位移、桩顶位移、桩身弯矩以及桩壁土抗力减小。原因在于溜桩会减小桩土间水平向的侧摩阻力,从而导致大直径钢管桩基础的水平承载力下降;而桩身内因土塞效应形成的土塞则会增大桩端摩阻力,从而提高大直径钢管桩基础的水平承载力。(4)竖向荷载的作用下,溜桩会使大直径钢管桩基础的桩身沉降增大,桩侧摩阻力以及桩端阻力减小,土塞效应会使大直径钢管桩基础的桩身沉降减小,桩侧摩阻力以及桩端阻力增大。原因在于溜桩会减小桩土间竖向的侧摩阻力,从而降低大直径钢管桩基础的竖向承载力,而桩身内因土塞效应形成的土塞则会承担一部分桩端阻力,并提供桩内侧摩阻力,从而提高大直径钢管桩基础的竖向承载力。(5)水平、竖向荷载作用下,仅考虑溜桩影响的大直径钢管桩基础表现出的承载性能最差;仅考虑土塞效应影响的大直径钢管桩基础表现出的承载性能最佳;同时考虑溜桩与土塞效应影响的大直径钢管桩基础表现出的承载性能优于仅考虑溜桩影响的大直径钢管桩基础,但弱于仅考虑土塞效应影响的大直径钢管桩基础;溜桩对大直径钢管桩基础承载特性的影响高于土塞效应对大直径钢管桩基础承载特性的影响。

刘震坤[8](2020)在《基于BIM技术的宁波穿山1#码头工程设计施工运营应用研究》文中研究指明当前贸易全球化和国家“一带一路”战略的大背景,对我国港口工程建设管理提出了更高的要求,传统的码头建设管理由于跟不上信息化时代的要求已渐渐暴露出不少短板和问题,而BIM技术的出现则为该类问题的解决提供了理念和方法。论文以我国长三角普遍采用的高桩码头作为研究对象,对传统的码头工程建造流程和工艺进行了剖析,同时选取在建的宁波穿山1#码头工程(简称)创新性地进行BIM建模,通过BIM功能性应用模拟,来验证BIM技术在码头工程领域的适用性及优越性,并进一步探索构建基于BIM的码头工程设计施工运营一体化的高效智慧管理方案,主要工作和研究结论如下:(1)针对宁波穿山1#码头工程关键性工序桩基施工进行BIM可视化模拟,通过Revit、Navisworks、Unity3D软件的应用操作进行碰桩模拟,优化了码头工程桩位图,避免了4%的桩基部分施工总价直接经济损失;有效提高了码头桩基施工计划模拟、沉桩方案等的可视化程度,提高了方案评审交底效率;加快了施工质量、检测数据信息的集成与交互,达到了提升沉桩施工质量安全进度管理水平的目的。(2)针对宁波穿山1#码头工程关键性工序桩基施工进行BIM可视化模拟,通过Revit、Navisworks、Unity3D软件的应用操作进行碰桩模拟,优化了码头工程桩位图,避免了4%的桩基部分施工总价直接经济损失;有效提高了码头桩基施工计划模拟、沉桩方案等的可视化程度,提高了方案评审交底效率;加快了施工质量、检测数据信息的集成与交互,达到了提升沉桩施工质量安全进度管理水平的目的。(3)将宁波穿山1#码头工程桩基工程BIM应用衍生至该工程的设计、施工、运营一体化智慧管理当中,相比于传统码头设计施工运营管理,在设计阶段能够及时发现图纸问题并提高约40%审图效率;施工阶段提高施工方案、计划评审交底水平,优化施工计划,可缩短约10%的工期;通过数据集成加强施工运营阶段工程数据信息间交互,方便了施工期治疗安全管理和运营维修。

倪定宇[9](2020)在《软土中大直径桩-筒基础水平承载的大比尺模型试验研究》文中指出海上风电作为近年快速崛起新能源模式,具有建设场地广阔、绿色无污染等优势。常见的近海风机基础形式有吸力桶基础、大直径单桩基础、三脚架基础以及导管架基础等。其中,大直径单桩(直径6-8m),具有施工速度快、经济性好等特点,被欧洲国家广泛使用。风暴潮等极端天气下风机基础的变形和转角控制对桩基的水平承载力提出了很高的要求,近年来工程界提出了一种新型基础形式——大直径单桩-筒体组合基础形式。其中,筒体作为入土深度较浅的宽大型基础,更有利于浅层海床土体的水平抗力发挥,从而有效提升桩-筒组合基础的水平承载性能。现有水平荷载下桩基变形特性研究,多是针对小直径单桩(桩径小于4m)且多为小比尺模型试验(比尺小于1:50),基本未见针对大直径桩-筒组合基础这一新型基础形式的大比尺模型试验研究报道。目前工程设计广泛采用的p-y曲线是针对小直径单桩提出,并不直接适用于大直径桩-筒组合基础。针对性的,本文开展了淤泥质海床软土中大直径桩-筒组合基础水平承载变形特性的大比尺(1:40)模型试验,分别考虑了水平静力和双向循环两种加载模式,实测了桩体/筒体应变、桩周孔压、桩身位移以及加载点的外荷载值,获得了桩-筒组合基础的加载点位移-荷载曲线以及p-y曲线,并与单桩试验结果对比揭示了桩-筒组合基础对桩基水平极限承载力和浅层桩周土极限抗力的提升程度。本文主要研究内容如下:(1)根据原型桩和现场海床土,由相似理论(1:40比例尺)和桩土相对刚度推导了模型单桩和桩-筒结构的几何和材料参数以及模型试验土体参数,继而制作了模型桩/筒、装填并预压了模型试验土体;测试了试验土体的物理力学性质指标和强度参数,测得了预压固结完成后试验土体的十字板不排水抗剪强度;随后标定了模型桩和模型筒的抗弯刚度,并进行了压桩以及应变、孔压、LVDT位移传感器等监测元件的布设工作;针对水平静力和双向循环加载方式,拟定了单桩和桩-筒组合基础的试验方案。(2)进行了大直径单桩和桩-筒组合基础的水平静力加载试验,分别获得了软黏土中大直径单桩和桩-筒组合基础的静力p-y曲线与各深度处的水平极限土反力;通过加载点位置的荷载-位移曲线,评价了桩-筒基础水平极限承载力和初始刚度相对于单桩的提升程度;进行了不同尺寸筒体的桩-筒基础水平静力加载试验,评价了筒高和筒径对水平极限承载力的影响程度;通过桩周布置的孔压计,分析了桩-筒组合基础桩周土抗力的发挥范围。(3)进行了大直径单桩和桩-筒组合基础的双向循环加载试验,测试不同循环频率和幅值下单桩和桩-筒基础的位移、应变和孔压,揭示了循环加载下的大直径单桩和桩-筒基础的变形发展特性;分析获得了循环加载下的桩-筒组合基础p-y曲线;分析了循环频率和幅值对桩周土体超静孔压的影响。

孙帅康[10](2020)在《波浪力作用下深水桩基的受力及变形特性研究》文中研究指明桩基础作为桥梁等深水结构使用最为广泛的基础类型,在结构施工与服役期间往往承受着随时间和空间而变化的波浪荷载,影响着工程安全。因此,研究波浪力作用下桩基础的受力和变形特性以及两者随相关参数的变化规律,对深水工程的设计、施工和运营管理都有重要的工程参考价值。论文基于线性波理论,以某桥梁项目的桩基工程为依托,针对桩基础施工过程中由通航船只引发的波浪作用下的晃动问题,采用理论计算、数值模拟并结合现场监测数据对波浪力作用下深水桩基的受力、变形及其随几项关键参数的变化规律进行了系统研究。此前较多对深水桩基波浪力作用的研究中,仅考虑桩身在水中的自由段,而将桩基在水底处作固接处理,忽略了岩土层对桩基受力及变形的影响,本文则充分考虑了桩土接触问题,主要研究内容及结论如下:(1)根据桥址区水深、船行波波长及桩基特征尺度,选取线性波理论,基于Morison方程编制波浪力计算程序,得到了圆柱桩身各分段上线性波浪力的合力及其动态变化规律。(2)依据深水桩基施工过程实际情况,建立承台—群桩—岩土层三维有限元数值模型,分析了桩基础的自振频率,将通过Morison方程计算所得的桩身波浪力在有限元软件中进行加载,计算了波浪力作用下承台产生的水平位移,并将数值模拟结果与施工现场的监测数据进行对比,验证了数值模型的可靠性以及数值模拟方法用于分析深水桩基在波浪力作用下受力和变形的可行性。(3)基于有限元数值模拟方法分析了群桩基础在波浪力作用下水中自由段的受力及变形特征,结果表明:在垂直于波浪传播方向上,同排桩的桩端轴力、桩端剪力及桩身弯矩相同;在同一时刻,前后排桩的桩端轴力基本呈现大小相等方向相反的规律,后排桩桩顶剪力则比前排桩数值大很多但通常方向一致,而前后排桩的桩底剪力及桩身弯矩基本保持相等。波浪力作用下群桩基础的桩顶剪力分配较不均匀,设计施工中应对承台与桩基的连接予以重视。桩身的变形表现为侧弯且各基桩保持同步,主要沿波浪传播方向来回晃动。(4)进行4组不同参数条件下的有限元数值模拟,分析了不同参数对波浪力作用下深水桩基在水中自由段的内力及承台水平位移的影响规律,结果表明:随着地基上层软弱土厚度的增加,桩基内力及承台水平位移整体呈现增大趋势,且会在超过某个“临界厚度”后增大速率明显提高;随着桩底嵌岩深度的增加,桩基内力及承台水平位移明显降低,同样在超过某个“临界深度”后降低速率明显提高;桩径的增加会导致桩身波浪力增大,桩底的剪力与弯矩会随之先增大后减小,而桩端轴力、桩顶剪力和承台水平位移则逐步降低;随着混凝土强度等级的逐级提高,桩身内力显着增大,承台水平位移明显减小,其峰值呈现出近似线性的降低。(5)基于数值模拟研究的结论,针对该桥梁的桩基工程以及围绕深水中桩基工程的勘察设计、施工及加固,提出几点关于波浪力危害的控制建议及措施。

二、海洋平台桩基计算与施工方法探讨(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、海洋平台桩基计算与施工方法探讨(论文提纲范文)

(1)自升式平台插拔桩对邻近基础影响的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景和意义
        1.1.1 自升式平台简介
        1.1.2 沉垫基础简介
        1.1.3 海上风机大直径单桩简介
        1.1.4 选题意义
    1.2 自升式平台插、拔桩对邻近基础影响的研究现状
        1.2.1 模型试验
        1.2.2 数值分析
        1.2.3 规范和简化分析方法
    1.3 循环荷载作用下基础承载力的研究现状
        1.3.1 循环荷载下饱和软黏土强度特性研究
        1.3.2 循环荷载下基础承载力特性研究
    1.4 本文主要研究内容
2 CEL有限元方法简介及可行性分析
    2.1 耦合的欧拉-拉格朗日法
    2.2 CEL模拟的可行性分析
        2.2.1 模型参数设置
        2.2.2 计算结果验证
    2.3 小结
3 自升式平台插拔桩对邻近沉垫基础影响的分析
    3.1 桩靴插拔对邻近沉垫基础影响CEL有限元分析模型
    3.2 计算结果及分析
        3.2.1 插桩净距对沉垫位移的影响
        3.2.2 土体强度对沉垫位移的影响
        3.2.3 桩靴直径对沉垫位移的影响
    3.3 小结
4 自升式平台插拔桩对邻近大直径桩基础影响的分析
    4.1 桩靴插拔对邻近大直径单桩影响CEL有限元分析模型
    4.2 计算结果及分析
    4.3 小结
5 循环荷载作用下基础承载力的研究
    5.1 循环荷载作用下基础承载力校核方法
    5.2 循环荷载确定
    5.3 算例分析
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(2)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)

0引言(东南大学王景全老师提供初稿)
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿)
    1.1新材料促进桥梁工程技术革新
    1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展
    1.3桥梁抗灾变能力显着提高
    1.4桥梁智能化水平大幅提升
    1.5跨海桥梁深水基础不断创新
2桥梁结构设计
    2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿)
        2.1.1汽车作用
        2.1.2温度作用
        2.1.3浪流作用
        2.1.4分析方法
        2.1.5展望
    2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        2.2.1新型桥梁用钢的研发
        2.2.2焊接节点疲劳性能
        2.2.3钢结构桥梁动力行为
        2.2.4复杂环境钢桥服役性能
        2.2.5组合结构桥梁空间力学行为
        2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为
        2.2.7展望
    2.3高性能材料
        2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿)
        2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿)
        2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿)
        2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        2.3.5展望
    2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿)
        2.4.1深水桥梁基础形式
        2.4.2桥梁基础承载性能分析
        2.4.3桥梁基础动力特性分析
        2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战
3桥梁建造新技术
    3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        3.1.1钢结构桥梁工程建设成就
        3.1.2焊接制造新技术
        3.1.3施工新技术
    3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿)
        3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术
        3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展
        3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能
        3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能
    3.3桥梁建造技术发展态势分析
4桥梁运维
    4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿)
        4.1.1监测技术
        4.1.2模态识别
        4.1.3模型修正
        4.1.4损伤识别
        4.1.5状态评估
        4.1.6展望
    4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.2.1智能检测技术
        4.2.2智能识别与算法
        4.2.3展望
    4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿)
        4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性
        4.3.1.1车-桥气动参数识别
        4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估
        4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性
        4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响
        4.3.2地震作用下行车安全性
        4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型
        4.3.2.2地震动激励特性的影响
        4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估
        4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究
        4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性
        4.3.4冲击系数与振动控制研究
        4.3.4.1车辆冲击系数
        4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法
        4.3.5研究展望
    4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.4.1增大截面加固法
        4.4.2粘贴钢板加固法
        4.4.3体外预应力筋加固法
        4.4.4纤维增强复合材料加固法
        4.4.5组合加固法
        4.4.6新型混凝土材料的应用
        4.4.7其他加固方法
        4.4.8发展展望
5桥梁防灾减灾
    5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿)
        5.1.1公路桥梁抗震研究新进展
        5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展
        5.1.3桥梁抗震发展态势分析
    5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿)
        5.2.1桥梁风环境
        5.2.2静风稳定性
        5.2.3桥梁颤振
        5.2.4桥梁驰振
        5.2.5桥梁抖振
        5.2.6主梁涡振
        5.2.7拉索风致振动
        5.2.8展望
    5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿)
        5.3.1材料高温性能
        5.3.2仿真与测试
        5.3.3截面升温
        5.3.4结构响应
        5.3.5工程应用
        5.3.6展望
    5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿)
        5.4.1车撞桥梁结构研究现状
        5.4.2船撞桥梁结构研究进展
        5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状
        5.4.4研究展望
    5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿)
        5.5.1桥梁冲刷
        5.5.2桥梁水毁
        5.5.2.1失效模式
        5.5.2.2分析方法
        5.5.3监测与识别
        5.5.4结论与展望
    5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿)
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿)
策划与实施

(3)饱和软土中钢管单桩连续贯入的混合网格有限元分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 管桩类型以及贯入方式的比较
        1.2.2 管桩连续贯入作用机理研究现状
        1.2.3 基于总应力分析的大变形连续贯入有限元解决方法
        1.2.4 基于有效应力分析的大变形连续贯入有限元解决方法
        1.2.5 研究现状小结
    1.3 研究内容及思路
    1.4 主要创新点
第二章 基于混合网格的饱和土大变形连续贯入有限元方法
    2.1 引言
    2.2 饱和土中大变形连续贯入有限元分析方法
        2.2.1 大变形连续贯入有限元模拟的基本模型和整体思路
        2.2.2 混合Lagrangian-ALE大变形有限元算法
        2.2.3 饱和土中水土耦合分析方法
        2.2.4 混合网格界面处土体应力连续性的实现
        2.2.5 桩-土界面接触算法
        2.2.6 土体的应力-应变关系
    2.3 软土中钢管桩静压贯入有限元模拟的实现
        2.3.1 钢管桩静压贯入工程案例介绍
        2.3.2 钢管桩静压贯入数值模型的建立
        2.3.3 有限元模型中静压桩加载方式的选择
        2.3.4 钢管桩静压贯入有限元模型的有效性验证
    2.4 软土中钢管桩锤击贯入有限元模拟的实现
        2.4.1 钢管桩锤击贯入工程案例介绍
        2.4.2 钢管桩锤击贯入数值模型的建立
        2.4.3 有限元模型中锤击桩加载方式的选择
        2.4.4 钢管桩锤击贯入有限元模型的有效性验证
    2.5 本章小结
第三章 闭口钢管桩静压贯入对饱和软土的作用分析
    3.1 引言
    3.2 闭口钢管桩静压贯入数值模型的建立
    3.3 闭口钢管桩静压贯入引起的土体变形响应
        3.3.1 闭口钢管桩半径的影响
        3.3.2 闭口钢管桩入土深度的影响
        3.3.3 土体不排水抗剪强度的影响
        3.3.4 土体弹性模量的影响
        3.3.5 土体超固结比的影响
    3.4 闭口钢管桩静压贯入引起的土体超孔隙水压力响应
        3.4.1 闭口钢管桩半径的影响
        3.4.2 闭口钢管桩入土深度的影响
        3.4.3 土体不排水抗剪强度的影响
        3.4.4 土体弹性模量的影响
        3.4.5 土体超固结比的影响
    3.5 本章小结
第四章 开口钢管桩静压贯入对饱和软土的作用分析
    4.1 引言
    4.2 常规直径开口钢管桩静压贯入数值模型的建立
    4.3 开口钢管桩静压贯入引起的土体变形响应
        4.3.1 开口钢管桩半径的影响
        4.3.2 开口钢管桩入土深度的影响
        4.3.3 土体不排水抗剪强度的影响
        4.3.4 土体弹性模量的影响
        4.3.5 土体超固结比的影响
    4.4 开口钢管桩静压贯入引起的土体超孔隙水压力响应
        4.4.1 开口钢管桩半径的影响
        4.4.2 开口钢管桩入土深度的影响
        4.4.3 土体不排水抗剪强度的影响
        4.4.4 土体弹性模量的影响
        4.4.5 土体超固结比的影响
    4.5 本章小结
第五章 超大直径开口钢管桩连续贯入对饱和软土的作用分析
    5.1 引言
    5.2 超大直径开口钢管桩连续贯入有限元模型的建立
    5.3 超大直径开口钢管桩静压贯入对饱和软土的作用分析
        5.3.1 超大直径开口钢管桩半径的影响
        5.3.2 超大直径开口钢管桩入土深度的影响
        5.3.3 土体不排水抗剪强度的影响
        5.3.4 土体弹性模量的影响
        5.3.5 土体超固结比的影响
    5.4 超大直径开口钢管桩锤击贯入对饱和软土的作用分析
        5.4.1 开口钢管桩半径的影响
        5.4.2 锤击次数的影响
        5.4.3 锤击荷载的影响
        5.4.4 土体不排水抗剪强度的影响
        5.4.5 土体弹性模量的影响
        5.4.6 土体超固结比的影响
    5.5 本章小结
第六章 钢管桩连续贯入作用机理讨论和评估方法研究
    6.1 引言
    6.2 不同桩端形式钢管桩连续贯入作用的比较研究
        6.2.1 常规直径开口与闭口钢管桩静压贯入作用比较
        6.2.2 超大直径开口与闭口钢管桩连续贯入作用比较
        6.2.3 钢管桩连续贯入作用机理讨论
    6.3 闭口钢管桩静压贯入引起的土体超孔隙水压力评估方法
        6.3.1 评估桩周土体超孔隙水压力沿深度分布的简化模型
        6.3.2 简化模型相关系数的参数分析
        6.3.3 桩周土体超孔隙水压力预测公式的提出
    6.4 开口钢管桩静压贯入引起的土体超孔压最大值的估算方法
        6.4.1 土体超孔压最大值的影响参数分析
        6.4.2 土体超孔压最大值的预测公式
    6.5 钢管桩静压贯入引起的土体超孔隙水压力评估方法的应用
    6.6 本章小结
第七章 考虑连续贯入的土体固结与桩基承载力时效的相关性研究
    7.1 引言
    7.2 桩基承载力时间效应的机理分析
    7.3 桩周土体固结效应的机理分析
    7.4 桩周土体固结效应的影响因素分析
        7.4.1 土体渗透系数的影响
        7.4.2 土体不排水抗剪强度的影响
        7.4.3 土体弹性模量的影响
        7.4.4 土体超固结比的影响
    7.5 基于固结效应的桩侧承载力时效分析
    7.6 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读博士学位期间主要科研成果

(4)钙质砂地基中桩基动力承载特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钙质砂工程力学特性
        1.2.2 钙质砂桩基工程问题
    1.3 研究内容
        1.3.1 动静荷载桩-钙质砂相互作用试验系统研制
        1.3.2 竖向动荷载下钙质砂地基单桩承载特性研究
        1.3.3 动荷载下桩周钙质砂动力响应特性研究
        1.3.4 成桩过程桩-钙质砂相互作用动力响应特性试验
        1.3.5 钙质砂桩基工程设计方法与施工技术探究
    1.4 特色与创新之处
    1.5 技术路线
第二章 动荷载下桩-钙质砂相互作用试验系统研制
    2.1 动荷载桩-钙质砂相互作用过程
        2.1.1 桩基荷载整体承载原理
        2.1.2 桩-砂相互作用过程
    2.2 桩-砂相互作用试验系统功能
        2.2.1 试验系统总体目标
        2.2.2 试验系统主要功能
        2.2.3 试验系统研发过程
    2.3 桩-砂相互作用试验系统模块
        2.3.1 桩基模型试验部分
        2.3.2 土工模拟试验部分
        2.3.3 试验系统基本框架
        2.3.4 动荷载下桩-钙质砂相互作用试验设计
        2.3.5 桩-砂相互作用试验系统授权专利
    2.4 本章小结
第三章 动荷载桩-钙质砂相互作用模型试验研究
    3.1 桩基模型试验设计
        3.1.1 相似理论介绍
        3.1.2 动荷载钙质砂单桩模型试验方案
        3.1.3 多功能钙质砂桩基模型试验装置
        3.1.4 试验装置施加荷载和试验数据情况
    3.2 动荷载下钙质砂单桩模型试验结果
        3.2.1 动荷载钙质砂单桩桩顶累积沉降
        3.2.2 动荷载钙质砂单桩承载特性
        3.2.3 动荷载钙质砂单桩模型试验机理分析
    3.3 本章小结
第四章 动荷载下桩-钙质砂相互作用土工模拟研究
    4.1 桩-钙质砂相互作用土工模拟试验设计
    4.2 桩侧桩-砂界面土工模拟试验研究
        4.2.1 桩侧钙质砂土体受力状态分析
        4.2.2 桩侧钙质砂土工试验方案
        4.2.3 桩侧桩-砂界面试验结果
        4.2.4 桩侧桩-砂界面试验结果讨论与分析
    4.3 动荷载下桩端桩-砂核心区土工模拟试验研究
        4.3.1 桩端钙质砂土体受力状态分析
        4.3.2 桩端核心区桩-砂相互作用土工模拟试验装置
        4.3.3 桩端钙质砂土体装样过程
        4.3.4 桩端核心区钙质砂动力加载
        4.3.5 动荷载下桩端桩-砂核心区土工模拟试验结果
    4.4 桩周钙质砂颗粒土工模拟试验研究
        4.4.1 桩周钙质砂颗粒形状分选
        4.4.2 单颗粒强度试验过程
        4.4.3 桩周钙质砂颗粒强度试验装置
        4.4.4 钙质砂颗粒试验过程
        4.4.5 桩周钙质砂颗粒土工模拟试验结果
        4.4.6 模拟桩周钙质砂颗粒强度试验讨论与分析
        4.4.7 模拟桩周钙质砂颗粒强度试验小结
    4.5 桩周钙质砂颗粒破碎的无损测量试验研究
        4.5.1 Hardin相对破碎率B_r分析
        4.5.2 桩周钙质砂颗粒破碎分析
        4.5.3 桩周钙质砂渗流法测定颗粒破碎
        4.5.4 桩周钙质砂颗粒破碎的无损测量试验结果
    4.6 本章小结
第五章 成桩过程桩-钙质砂相互作用研究
    5.1 成桩过程中桩-钙质砂相互作用土工模拟试验研究
        5.1.1 成桩过程桩-钙质砂相互作用土工模拟试验设计
        5.1.2 成桩过程中桩端核心区桩-钙质砂相互作用试验
        5.1.3 成桩过程中桩侧桩-砂界面强度及颗粒破碎试验
    5.2 成桩过程桩周钙质砂土体动力响应试验研究
        5.2.1 冲击荷载对桩端钙质砂压缩性试验
        5.2.2 冲击能对桩端钙质砂砾颗粒级配影响
    5.3 静高压荷载作用下钙质砂侧限压缩试验研究
        5.3.1 粒径对桩端钙质砂压缩性和级配影响
        5.3.2 颗粒形状对桩端钙质砂密度和压缩性的影响
        5.3.3 不同形状桩端钙质砂侧限压缩试验结果
        5.3.4 颗粒形状对桩端钙质砂压缩性试验结果讨论与分析
    5.4 本章小结
第六章 钙质砂桩基设计方法与施工技术探究
    6.1 桩基砂砾持力层设计
    6.2 动静荷载桩基承载力计算分析
    6.3 成桩工艺的选择和控制标准
    6.4 桩基运行监测预测
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目

(5)钢管桩横向焊缝对打桩过程中桩身应力的影响研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景和意义
    1.3 国内外关于海工钢管桩打桩过程的研究现状
        1.3.1 波动理论研究
        1.3.2 钢管桩打桩过程研究
    1.4 现有研究中存在的不足之处
    1.5 主要研究内容及技术路线
        1.5.1 主要研究内容
        1.5.2 技术路线
第二章 打桩应力波理论
    2.1 打桩应力波的传播与作用机理
        2.1.1 应力波基本原理
        2.1.2 应力波在桩体中的传播
        2.1.3 桩侧土阻力波
    2.2 Smith波动理论的数值求解
        2.2.1 Smith锤-桩-土动力响应模型
        2.2.2 桩锤冲击过程分析
        2.2.3 土模型分析
        2.2.4 桩体中应力波传播规律
    2.3 应力波在连续变截面桩体中的传播特性
    2.4 应力波在桩身横向焊缝处的传播特性
        2.4.1 应力波在桩体截面突变处的传播特性
        2.4.2 桩焊缝模型
    2.5 本章小结
第三章 钢管桩打桩过程数值模拟
    3.1 引言
    3.2 工程概况
    3.3 数值模型建立
        3.3.1 单元设置
        3.3.2 桩锤参数
        3.3.3 土体的最大弹性变形Q
        3.3.4 阻尼系数J
        3.3.5 连续变截面中的应力波传播系数
        3.3.6 焊缝处的应力波传播系数
    3.4 结果对比分析
        3.4.1 力曲线和速度曲线结果对比分析
        3.4.2 桩身最大压应力和最大拉应力结果对比分析
    3.5 模型修正
        3.5.1 模型修正措施
        3.5.2 修正结果对比
    3.6 本章小结
第四章 钢管桩横向焊缝对打桩过程中桩身应力的影响
    4.1 引言
    4.2 横向焊缝数量对打桩过程中桩身应力的影响
    4.3 横向焊缝宽度对打桩过程中桩身应力的影响
    4.4 敏感性分析
        4.4.1 焊缝数量影响分析
        4.4.2 焊缝宽度影响分析
    4.5 本章小结
第五章 钢管桩横向焊缝对桩身拉-压应力循环次数的影响
    5.1 引言
    5.2 雨流计数法
    5.3 焊缝数量对桩身应力循环次数的影响
    5.4 焊缝宽度对桩身应力循环次数的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要结论
    6.2 本文存在问题及展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论着以及科研成果
附录

(6)风-波浪-重力荷载作用下海上风电单桩基础动力承载特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状与进展
    1.3 主要研究内容
2 风-波浪-重力荷载作用下海上风电单桩基础数值计算模型的建立
    2.1 引言
    2.2 模型概况
    2.3 土体本构模型的选取
    2.4 模态分析
    2.5 荷载的确定与施加
    2.6 模型合理性验证
    2.7 小结
3 风-波浪-重力荷载作用下海上风电单桩基础数值模型计算结果分析
    3.1 引言
    3.2 桩身水平位移分析
    3.3 桩身弯矩分析
    3.4 桩顶加速度分析
    3.5 桩基沉降分析
    3.6 小结
4 风-波浪-重力荷载作用下海上风电单桩基础动力承载特性影响因素分析
    4.1 引言
    4.2 桩径的影响
    4.3 桩基础壁厚的影响
    4.4 嵌固深度的影响
    4.5 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历
致谢
学位论文数据集

(7)溜桩与土塞效应影响下的大直径钢管桩基础承载特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状与进展
    1.3 主要研究内容
2 大直径钢管桩基础溜桩机理及计算方法研究
    2.1 引言
    2.2 溜桩机理研究
    2.3 溜桩区间的计算
    2.4 溜桩后桩侧摩阻力的计算
    2.5 工程实例验证
    2.6 小结
3 大直径钢管桩基础土塞效应研究
    3.1 引言
    3.2 土塞结构受力分析
    3.3 土塞形成高度的计算
    3.4 土塞高度数值计算模型的建立
    3.5 土塞高度计算公式与数值模型计算结果的比对验证
    3.6 小结
4 考虑溜桩与土塞效应影响的大直径钢管桩基础承载特性研究
    4.1 引言
    4.2 大直径钢管桩基础承载特性数值计算模型的建立
    4.3 大直径钢管桩基础水平承载特性数值模型计算结果分析
    4.4 大直径钢管桩基础竖向承载特性数值模型计算结果分析
    4.5 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历
致谢
学位论文数据集

(8)基于BIM技术的宁波穿山1#码头工程设计施工运营应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 研究目的和意义
        1.2.1 理论意义
        1.2.2 实际意义
    1.3 BIM技术的概念及应用特点
    1.4 国内外研究及应用现状分析
        1.4.1 BIM模型国外研究进展
        1.4.2 BIM技术在国内研究现状
    1.5 研究内容、方法与技术路线
        1.5.1 研究目标
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 研究方法及技术路线
        1.5.4 技术路线
第二章 BIM与码头工程
    2.1 码头工程简介
        2.1.1 码头简介
        2.1.2 码头分类
        2.1.3 高桩码头工程施工特点分析
    2.2 传统码头工程建造过程简述
    2.3 传统模式下码头工程建设存在的问题
    2.4 BIM技术在码头工程的应用现状
    2.5 BIM技术在码头工程应用情况分析
        2.5.1 BIM技术在码头工程设计阶段的应用分析
        2.5.2 BIM技术在码头工程施工阶段的应用分析
        2.5.3 BIM技术在码头工程运营阶段的应用分析
    2.6 本章小结
第三章 基于BIM技术的码头工程模型建立
    3.1 建模软件的选择
        3.1.1 BIM软件研究与应用
        3.1.2 Revit软件简介
    3.2 建模原理介绍
    3.3 宁波穿山1#码头工程概述
        3.3.1 项目建设背景
        3.3.2 建设规模
        3.3.3 工程结构形式
        3.3.4 主要施工工序
    3.4 核心模型的建立
        3.4.1 建立轴网、标高
        3.4.2 码头构件族建立
        3.4.3 添加族构件
    3.5 本章小结
第四章 宁波穿山1#码头工程桩基的BIM施工模拟与调控
    4.1 桩基传统施工管理过程
        4.1.1 预制管桩的供应
        4.1.2 碰桩验算
        4.1.3 桩船锚位选择
        4.1.4 沉桩施工计划
        4.1.5 沉桩施工过程管理
        4.1.6 传统沉桩施工管理存在的问题
    4.2 沉桩施工的BIM模拟与调控
        4.2.1 碰桩检测
        4.2.2 沉桩施工交底
        4.2.3 预制管理
        4.2.4 沉桩施工管理
        4.2.5 沉桩计划模拟
        4.2.6 沉桩过程检测管理
    4.3 基于BIM技术的桩基施工模拟调控总结
    4.4 本章小结
第五章 基于BIM技术的宁波穿山1#码头工程设计施工运营一体化管理
    5.1 穿山1#码头工程设计施工运营一体化管理存在的问题
    5.2 基于BIM技术的穿山1#码头工程设计施工运营一体化研究分析
        5.2.1 BIM技术在穿山1#码头工程设计阶段的应用
        5.2.2 BIM技术在穿山1#码头工程施工阶段的应用
        5.2.3 BIM技术在穿山1#码头工程运营阶段的应用
    5.3 基于BIM技术的穿山1#码头工程设计施工运营一体化总结
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢

(9)软土中大直径桩-筒基础水平承载的大比尺模型试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 引言
        1.1.2 常用海上风电基础形式
        1.1.3 新型桩-筒组合基础和海床软黏土地基
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水平受荷桩基变形特性
        1.2.2 软黏土中水平受荷单桩研究方法
        1.2.3 水平静力和循环荷载作用下单桩基础模型试验研究
        1.2.4 复合桩基及桩-筒组合基础研究
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本文创新点
第二章 海床软土中大直径桩-筒组合基础水平承载与变形特性模型试验方案
    2.1 引言
    2.2 大型多功能模型试验箱系统
    2.3 模型桩制作
        2.3.1 模型试验相似比推导
        2.3.2 桩土相对刚度判定
        2.3.3 模型桩-筒材料及尺寸确定
    2.4 传感器及数据采集仪
        2.4.1 应变片(YB)
        2.4.2 微型孔隙水压力计(KY)
        2.4.3 位移传感器(LVDT)
        2.4.4 数据采集仪
    2.5 模型桩刚度标定及压桩
    2.6 模型试验地基土
        2.6.1 拟建风电场地土体及参数
        2.6.2 模型土填装
        2.6.3 模型土固结及基本参数
    2.7 试验安排及步骤
    2.8 本章小结
第三章 海床软黏土刚柔性单桩与桩-筒组合基础水平静力模型试验结果与分析
    3.1 引言
    3.2 p-y曲线推导方法
    3.3 单桩弯矩实测及验证
    3.4 桩-筒组合基础筒体结果分析
    3.5 大直径单桩和桩-筒组合基础变形特性
    3.6 单桩与桩-筒组合基础水平静力作用下超静孔压对比
    3.7 筒尺寸对桩-筒组合基础水平承载力的影响
    3.8 本章小结
第四章 海床软黏土刚柔性单桩与桩-筒组合基础双循环模型试验结果与分析
    4.1 引言
    4.2 水平循环加载下单桩的位移-荷载曲线对比
        4.2.1 加载频率对加载曲线的影响
        4.2.2 加载幅值对加载曲线的影响
    4.3 桩-筒组合基础水平循环荷载试验位移-荷载曲线对比
        4.3.1 加载频率对加载曲线的影响
        4.3.2 加载幅值对加载曲线的影响
    4.4 循环荷载下单桩与桩-筒组合基础变形特性分析
    4.5 循环荷载下单桩与桩-筒组合基础孔压
    4.6 结论
第五章 本文结论
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间获得的学术成果
学位论文数据集

(10)波浪力作用下深水桩基的受力及变形特性研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 波浪理论的研究现状
        1.2.2 作用于结构的波浪力研究现状
        1.2.3 结构的波浪力响应研究现状
    1.3 当前研究的不足及本文主要工作
第2章 桩基波浪力的计算理论
    2.1 线性波理论
    2.2 作用于小尺度桩基的波浪力
        2.2.1 Morison方程
        2.2.2 小尺度圆柱单桩的波浪力
        2.2.3 小尺度圆柱群桩的波浪力
    2.3 作用于大尺度桩基的波浪力
    2.4 本章小结
第3章 波浪力下桩基动力响应的测试及数值模拟
    3.1 工程概况及问题
    3.2 桩基础响应的测试
        3.2.1 船行波监测
        3.2.2 承台顶部水平位移监测
        3.2.3 桩基自振特性测试
    3.3 数值模型的建立与加载
        3.3.1 模型参数的选取
        3.3.2 模型的建立与网格划分
        3.3.3 边界条件及特征值分析
        3.3.4 波浪荷载文件的编制
        3.3.5 波浪荷载的施加
    3.4 数值模拟研究波浪力下深水桩基响应的可行性验证
    3.5 桩基的内力分布及变形特征
        3.5.1 内力分布
        3.5.2 变形特征
    3.6 本章小结
第4章 桩基内力及变形影响因素的有限元分析
    4.1 岩土层对桩基内力及变形的影响
        4.1.1 不同软弱土层厚度下桩基的内力
        4.1.2 不同软弱土层厚度下桩基的变形
        4.1.3 不同嵌岩深度下桩基的内力
        4.1.4 不同嵌岩深度下桩基的变形
    4.2 自身参数对桩基内力及变形的影响
        4.2.1 不同桩径下桩基的内力
        4.2.2 不同桩径下桩基的变形
        4.2.3 不同混凝土强度等级下桩基的内力
        4.2.4 不同混凝土强度等级下桩基的变形
    4.3 基于有限元结果的波浪力危害控制措施
        4.3.1 勘察设计中的措施
        4.3.2 施工中的措施
        4.3.3 桩基础的加固措施
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 不足及展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果

四、海洋平台桩基计算与施工方法探讨(论文参考文献)

  • [1]自升式平台插拔桩对邻近基础影响的研究[D]. 郭星宏. 大连理工大学, 2021(01)
  • [2]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
  • [3]饱和软土中钢管单桩连续贯入的混合网格有限元分析[D]. 窦锦钟. 上海交通大学, 2020
  • [4]钙质砂地基中桩基动力承载特性研究[D]. 王帅. 武汉科技大学, 2020(01)
  • [5]钢管桩横向焊缝对打桩过程中桩身应力的影响研究[D]. 王丹伶. 重庆交通大学, 2020(01)
  • [6]风-波浪-重力荷载作用下海上风电单桩基础动力承载特性研究[D]. 李亚洲. 山东科技大学, 2020(06)
  • [7]溜桩与土塞效应影响下的大直径钢管桩基础承载特性研究[D]. 徐玉. 山东科技大学, 2020(06)
  • [8]基于BIM技术的宁波穿山1#码头工程设计施工运营应用研究[D]. 刘震坤. 广西大学, 2020(02)
  • [9]软土中大直径桩-筒基础水平承载的大比尺模型试验研究[D]. 倪定宇. 浙江工业大学, 2020(03)
  • [10]波浪力作用下深水桩基的受力及变形特性研究[D]. 孙帅康. 武汉理工大学, 2020(08)

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海洋平台桩基计算及施工方法探讨
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