正常固结粘土中平板锚抗拉力的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文正常固结粘土中平板锚抗拉力的研究姓名：刘嘉申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王栋20070620大连理工大学硕士学位论文摘要平板锚是新近出现的一种系泊深海浮式结构的基础形式。它兼具定位准确、施工时间短、对环境破坏小及经济性好等优点，随着海上油气开采逐步转向深海，已经引起国外海洋工程界的广泛关注，但国内在这方面的研究还不多。锚板极限抗拉力是设计过程中的关键性问题。但从现有成果来看，大多数值分析都基于总应力形式，完全忽略吸力对抗拉力的作用。而常规小比尺实验又都采用超固结粘土，无法考察正常固结粘土中锚板的抗拉特性。当粘土地基中

2、的平板锚承受拉力荷载时，平板上、下表面超静孔压差形成的吸力使其抗拉力显著增加，对于风浪等快速加载条件尤其如此。如果在设计研究中忽略吸力的作用，就不能充分发挥锚板的抗拉力。应用有限元软件ADINA，采用修正剑桥弹塑性本构关系，建立有效应力形式的轴对称动力有限元模型，研究正常固结粘土中圆形平板锚在快速和缓慢加载下，各典型埋深的超静孔压分布与地基破坏形式，吸力和总抗拉力随上拔位移的发展，以及吸力稳定值所占总抗拉力稳定值比重随埋深比变化的规律。模拟过程中视锚板为完全粗糙，平板底面和其下土体不发生脱离的情况，并以合适的边界条件将其取代。拉力荷载按位移模式施加，并

3、考虑粘土地基初始地应力平衡。有限元计算所得的快速加载条件下锚板极限承载力系数稳定值和地基破坏形式与已有成果一致。进而通过变动参数分析，讨论加载速率对吸力和总抗拉力的影响，给出极限承载力系数稳定值随无量纲加载速率的变化曲线。结果表明，不排水加载条件的总抗拉力可能是排水总抗拉力的三倍，并提出确定完全排水和不排水临界加载速率的方法。关键词：有效应力：吸力：抗拉力：粘土：平板锚正常固结粘土中平板锚抗拉力的研究upJiltCapacityofPlateAnchorsinNormallyConsolidatedClayAbstractnleplateanchori

4、sa：newanchorfoundationtomooroffshorefloatingstructures，as血e0fishoreoil／gasindustryventuresintodeep-waterarea．Owingtotheadvantageofaccuratelocation,shortconstructionstage，economyandenvironmentprotection，theanchorhasgreatlyattractedoverseasoceanengineering’Sattention,buttheresearc

5、honanchorisverylittlein01／rcountry．TodeterminetheupliftresistanceiSthekeyproblemin也edesignofanchor．MostpreviousnumericalresultsarebasedontotalStl"CSSanalysisandnosuctionbetweensoilandanchor．SmallscalemodeltestsembedanchorinoverconsolidatedclayandSOcannottakenormallyconsolidatedc

6、layintoaccountonthebehaviourofupliftcapacity．、聃1enaplateanchoriSburiedintheclayandsubjectedtoupliftforee．thedifierenceofexcessporepressuresontheanchorbottomandbaseresultsinasuctionforcewhichiSbeneficialtoimprovetheupliftresistanceofanchor，especiallyforfastwindandwaveloading．Obvi

7、ously，ifnotthinkingoversuction,thedesigntendstobeconservative．Afiniteelementsoftware．ADINA，iSusedtoperformeffectivestressanalysesofckcularanchorsbyadoptingmodifiedCam-ClaymodelandtheaxisymmetricdynamicmodeliSsetuptostudythedistributionsofexcessporepressure，failuremechanismsofanc

8、horfoundation．thevariationofsuctionandupliftres