桩土效应与地震对自升式平台动力响应影响分析

2018-01-29胡嘉骏蒋彩霞

船舶力学 2018年1期

丁军，官腾，胡嘉骏，蒋彩霞，赵南

（中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082）

0 引言

自升式海洋平台结构复杂、体积庞大、造价昂贵，平台在服役期间所处的海洋环境十分复杂和恶劣，承受着多种随时间和空间变化的随机载荷，包括风、浪、流、冰和潮汐等，同时还受到海底地震的威胁。我国地处世界上两个最活跃的地震带，是多地震发生的国家之一，事实上，海底与陆地一样经常发生地震，虽然地震载荷没有其他环境载荷出现的频率高，且发生时持续时间也较短，但是地震对平台的破坏可能是十分严重的。目前在我国多地震发生的海域修建平台必须进行抗震设计，地震对平台的破坏一般与地震烈度和当地土壤等因素有关[1-2]。另一方面，自升式平台工作时，主要是将桩腿插入海底土中，依靠海底土的支撑力来抵抗外载荷，现有研究[3-6]中，通过各种方法考虑桩土相互作用的非线性影响，或直接将桩基础简化成铰支约束或其他一些简单的约束形式。

本文将综合考虑环境载荷包括地震影响、桩土效应，建立某400英尺自升式钻井平台的三维有限元分析模型，并针对风暴自存状态，对该自升式钻井平台进行动力分析，并与常规分析方法得到的结果进行对比，分析桩土效应、地震等因素对平台动力响应的影响。