水下基盘井口平台桩基群桩效应数值模拟
2012-01-22,
船海工程 2012年6期
,
(胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司,山东 东营 257026)
水下基盘井口平台将隔水管通过水下基盘打入海底,井口隔水管兼做平台的基础。由于隔水管的间距很小,在进行桩基计算时按照规范的规定需考虑群桩效应对桩基承载力的影响[1],但相关规范没有明确说明该如何考虑。鉴于此,以胜利埕岛油田CB12D水下基盘井口平台为例,用通用有限元软件ANSYS建立群桩的整体分析模型,将群桩和群桩周围土体看作一整体,探讨群桩效应对桩基承载力的影响。
1 隔水管及土壤基本参数
隔水管力学性能参数及几何尺寸见表1。

表1 隔水管力学性能参数及几何尺寸
隔水管的平面布置见图1,其中横向桩距1.6 m,纵向桩距为1.8 m;除中间一根桩的桩径为1.2 m外,其余桩的桩径均为0.9 m。
本次研究桩周土的性能参数见表2。
2 有限元模型的建立
2.1 DP材料介绍
土壤和岩石属于颗粒状材料,此类材料受压屈服强度远大于受拉屈服强度,且材料受剪时,颗粒会膨胀,常用的Von Mises屈服准则不适合这种材料。在土力学中常用的屈服准则为Mahr-Conlomb准则,另一个更准确描述这种材料的强度准则为Drucker-Prager屈服准则[2],使用Drucker-Prager屈服准则的材料简称为DP材料。在岩石、土壤的有限元分析中,采用DP材料可得到较为精确的结果。

图1 桩的平面布置
Drucker-Prager屈服准则是对Mahr-conlomb准则的近似,用以修正Von Mises屈服准则,即在Von Mises表达式中包含一个附加项。其屈服面并不随着材料的逐渐屈服而改变,没有强化准则,其屈服强度随着侧限压力的增加而相应增加,其塑性行为被假定为理想弹塑性,屈服面见图2。……
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