关于黏土论文范文资料 与双层黏土地基方形桩靴贯入过程和穿透机制有关论文参考文献

《双层黏土地基方形桩靴贯入过程和穿透机制》：本论文为免费优秀的关于黏土论文范文资料，可用于相关论文写作参考。

摘 要：采用基于耦合欧拉拉格朗日算法的三维大变形有限元方法对上硬下软黏土地基方形桩靴的贯入过程进行数值模拟,系统地探讨了上下土层强度之比、上层土厚度、土体重度及静止侧压力系数等指标对于桩靴贯入阻力曲线的影响,揭示了穿透现象发生时的土体变形机理.计算结果表明：上下土层强度之比和上层土厚度对于桩靴的贯入阻力曲线具有很大影响.静止侧压力系数的减小在一定程度上导致桩靴承载力系数的降低,而上下土层重度的差异导致桩靴的承载力系数不满足前人建议的方程.在上下土层重度差异不大以及上层土厚度确定的情况下,关于桩靴宽度、上层土重度和强度的无量纲化参数小于临界值时将会发生穿透现象.

关键词：方形桩靴；贯入阻力；穿透机理；黏土；大变形分析

中图分类号：TU476 文献标志码：A 文章编号：1674-4764（2018）01-0062-06

Analysis of penetration and punch-through failure of square spudcan in two-layered clays

Fan Qinglai1, 2,Zhang Binglei2,Jia Xiaowei2

（1. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, P.R.China；2. Key Laboratory of Geotechnical Engineering, Ludong University, Yantai 264025, Shandong,P.R.China）

Abstract：Based on three-dimensional large deformation finite element method utilizing coupled Eulerian-Lagrangian algorithm, the penetration responses of square spudcan in strong over soft clays were numerically simulated. The effects on the penetration resistance curve were studied of the strength ratio of the bottom clay layer to the top clay layer, the relative thickness of the top layer, the unit weight of soil, and the coefficient of earth pressure at rest. The soil deformation mechanism of punch-through failure during penetration was investigated. The results show that the strength ratio of the bottom clay layer to the top clay layer and the relative thickness of the top layer significantly affects the penetration resistance of square spudcan footings. The peak bearing capacity factor of square spudcan decreases somewhat with the decrease of the coefficient of earth pressure at rest. The penetration resistance curve does not obey the available equation proposed by other authors due to the possible difference of unit weight of the top layer and the bottom layer. The square spudcan footings experience punch-through failure when the proposed dimensional parameter in terms of footing width, the unit weight and undrained strength of upper soil is less than a critical value in the condition that the thickness of upper clay layer is defined and the difference of unit weight of the layers is not appreciable.

Keywords：square spudcan； penetration resistance； punch-through failure； clay； large deformation analyses

自升式海上鉆井平台一般由上部平台、升降装置和桩腿等部分组成.这种平台具有经济性和机动性等优点,已普遍应用于近海油气资源的勘探开采.自升式钻井平台的桩腿底端通常都设有倒圆锥形、方形及其它形式的桩靴.而海洋地基地质条件比较复杂,很多地区的海床是由一层较硬的黏土层覆盖在深厚软黏土上.在这种上硬下软地基条件下,桩靴很容易发生穿透破坏而导致上部平台倾覆.Gourvenec等[1]、Merifield等[2]分别采用常规的小变形有限元方法和极限分析方法,提出了上硬下软双层黏土地基承载力系数,但是,这些研究主要针对建造在土层表面的浅基础.张爱霞[3]根据假设的破坏模式,基于Meyerhof-Hanna冲剪理论,建立了一种双层地基中方形桩靴承载力计算公式.Craig等[4]采用离心试验分析了桩靴在均匀黏土、砂土及上砂下黏双层地基中的连续贯入过程,同时,建议了承载力估计公式.Lee等[5]随后进行了比较系统的离心试验,并给出了不同于现行SNAME规范的贯入阻力设计曲线.在数值模拟方面,由于桩靴基础贯入导致土体产生大变形,传统的基于总体拉格朗日（Total Lagrangian）列式或修正拉格朗日（Updated Lagrangian）列式的小变形有限元方法会产生网格畸变而导致计算中断,无法跟踪基础连续贯入的整个过程.部分学者假设桩靴基础预埋于地基中不同深度,仍然基于小变形有限元方法进行研究,这虽然从一定程度上能够反映出基础贯入过程中承载力连续变化趋势,但是,无法准确预测穿透破坏时的入土深度.为了解决这个问题,Yu等[6]、Liu等[7]基于RITSS（remeshing and interpolation technique with small strain）大变形有限元方法,研究了方形桩靴贯入上硬下软双层黏土的过程,结果表明,在某些情况下,基础连续贯入过程中的承载力随着贯入深度变化,曲线同小变形计算得到的情况有较大差别,采用大变形有限元分析方法模拟基础的连续贯入过程更加符合实际.最近,Tho等[8]、Qiu等[9]、任宪刚等[10]、郑静等[11]利用耦合欧拉拉格朗日（Coupled Eulerian-Lagrangian,简称CEL）有限元法对于自升式平台桩靴贯入过程进行了数值分析,在研究过程中采用拉格朗日单元模拟基础,用欧拉网格代表土体所在区域,在土体发生大变形过程中,欧拉网格固定,因此,不产生单元扭曲畸变问题,模拟结果和相关试验比较吻合.

黏土论文参考资料：

结论：双层黏土地基方形桩靴贯入过程和穿透机制为关于本文可作为黏土方面的大学硕士与本科毕业论文粘土作品教程图解论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。