冲刷作用下海洋平台桩基的水平承载力分析及试验研究

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1、冲刷（申请工学硕士学位论文）作用下海（申请工学硕士学位论文）洋平台冲刷作用下海洋平台桩基的水桩基平承载力分析及试验研究的水平承培养单位：交通学院载力学科专业：结构工程分析研究生：胡丹及试指导老师：李芬副教授验研究胡丹2014年5月武汉理工大学万方数据武汉理工大学硕士学位论文分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目冲刷作用下海洋平台桩基的水平承载力分析及试验研究英文Experimentonlateralloadcapacityof题目offshoreplatformpilefoundationunderscourconditions研究生姓名胡丹姓名李

2、芬职称副教授学位博士指导教师单位名称武汉理工大学交通学院邮编430063申请学位级别硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2014.04.11论文答辩日期2014.05.29学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表

3、示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要桩基工程中的水流冲刷作用是指在地表水或地下渗流水的冲刷

4、作用下，基础中土颗粒逐渐被带走，土体被掏空的过程，是水流、易受侵蚀河床和桩基、墩台之间的相互作用。海洋平台在采油或作业过程中，桩腿插入泥中，同时受到上部载荷、风、浪、流等环境荷载作用，桩腿很可能因为受力过大而发生各种形式的破坏，造成桩基边界条件的变化，从而引起桩体应力和位移的重新分布，对海洋平台的安全造成影响。同时土层覆盖厚度的降低以及其应力历史的变化对于桩基础承载性状也有着直接的影响，随着桩基承载力的下降将对桩腿及上部结构的安全性能产生潜在的威胁。由于对于冲刷前后桩基基础的荷载传递机理和承载性状变化的不了解，往往导致实际工程设计过程计算的不合理，造成工程

5、上的不安全或不经济。因此有必要对冲刷前后桩基基础的荷载传递机理和承载性状的变化进行较深入系统的研究，以便采取相应的工程措施提高海洋平台的安全性。在实际工程中桩基础的水平静载试验是确定桩基础水平承载力最可靠的方法，本文通过不同冲刷深度下的桩基室内模型试验，获得在不同水平荷载下桩头水平位移以及沿桩身的应变，掌握冲刷作用对桩基水平承载性能的影响。在3D此基础上，采用FLAC软件模拟单桩在水平荷载作用下的承载性能，并将单桩水平静载试验结果与数值模拟结果以及现有规范计算出来的结果进行对比分析，依据模型试验结果修正数值模型相应参数，获得能考虑冲刷作用影响的单桩水平承载

6、力计算模型。同时，根据试验结果探讨冲刷作用对土体抗力的影响，提出相应的P-Y曲线用于桩基水平承载力计算。最后采用已获得的数值模型对冲刷角、桩顶固定方式、和不同冲刷深度下单桩的水平承载力性状进行分析，得出一些对实际工程有益的结论。关键词：桩基，水平承载力，冲刷作用，模型试验，数值模拟I万方数据武汉理工大学硕士学位论文II万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractScourisaformoferosionthatoccursaroundmarinestructuresorstructuresincoastalenvironment，itisaveryco

7、mplicatedprocessthatinvolvestheinteractionbetweentheflow,theerodibleriverbed,andthebridgepierorabutment.Intheprocessofoperating，thepilelegsofoffshoreplatformsareburiedinsoil，atthesametimebearingtheupperload,wind,waveandcurrentload,pilelegscanbedestructedfortoolargestress.Whenthesc

8、ourprocessoccurring,thepilebounda