基于突变理论的筒形基础竖向承载力研究
2021-04-17田新然
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2021年7期
张 伟,田新然
(天津大学建筑工程学院,天津 300072)
随着人类文明的不断发展,能源短缺问题已日渐显现,为了获得更多的能源资源,人类将目光放在了海上,海洋油气平台便成为了承担开采资源功能的重要基础设施.传统的海洋平台基础形式分为桩基导管架式和重力式,由于其昂贵的造价和漫长的施工工期已不再适用,因此研发一种经济、高效的新型海洋平台基础迫在眉睫.筒形基础作为一种新型的海洋平台基础形式,具有安装简单、重量轻、形式简单、可重复使用等优点,因此发展前景广阔[1-6].
传统的海洋基础稳定性主要侧重于地基竖向极限承载力的研究,因此研究筒形基础的极限承载力便成为一个热点问题,不过由于筒形基础多用于承载条件差的软黏土地基上,海底土体强度较弱,地质条件难以确定,而且筒形基础较传统的浅基础结构形式较为复杂,常用的地基设计方法并不能直接应用于筒形基础上.目前常用的筒形基础地基承载力确定方法主要包括:极限平衡法、三维破坏包络面法、有限元法、人工神经网络法、上限与下限分析法等[7-12].利用突变理论解决地基承载力问题目前还是一个新兴领域,但是突变理论在解决其他问题中已经得到了应用,如李强等[13]将突变理论应用于重力坝抗滑失稳的分析中,并以能量、位移及塑性屈服区面积作为突变判据建立了重力坝系统的突变模型;姚仲涛[14]以突变理论为基础,以有限元数值分析方法为手段,对地下洞室围岩稳定状况提供一个量化的指标;……
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