海洋平台地基基础变形破坏离心模拟和极限分析
海洋平台的环境载荷
结构优化方法选择
拓扑优化
通过改变结构的拓扑构型，实现材料的高效利用和结构的轻量化 。
形状优化
调整结构的几何形状，以改善结构的受力性能和动力学特性。
尺寸优化
优化结构的截面尺寸和构件布局，以提高结构的承载能力和稳定性 。
结构优化效果评估
有限元分析
采用有限元方法对优化后的结构进行详细的受力分析和性能评估 。
04
CATALOGUE
海洋平台环境载荷计算方法研究
理论计算方法研究
1 2
基于势流理论的计算方法
通过建立海洋平台与周围流体的势流模型，利用 边界元等方法求解流体动力载荷。
基于莫里森公式的计算方法
针对小尺度结构物，利用莫里森公式计算波浪力 、水流力等环境载荷。
3
考虑流固耦合效应的计算方法
通过建立海洋平台与周围流体的流固耦合模型， 综合考虑结构变形对流场的影响，提高计算精度 。
海洋平台的环境载 荷
目录
• 海洋平台概述 • 环境载荷类型及特点 • 环境载荷对海洋平台影响分析 • 海洋平台环境载荷计算方法研究 • 环境载荷作用下海洋平台结构优化设计探
讨 • 总结与展望
01
CATALOGUE
海洋平台概述
定义与分类
定义
海洋平台是用于在海上进行石油 、天然气等资源的勘探、开发、 生产等作业的大型海上结构物。
数值模拟方法研究
01
基于有限元的数值模拟方法
利用有限元软件建立海洋平台的精细化模型，通过施加边界条件和载荷
，求解结构的应力和变形。
02
基于有限体积的数值模拟方法
通过建立海洋平台周围流体的有限体积模型，利用数值方法求解流体动
力载荷。
深海含水合物海洋土-桩基相互作用机理及失稳破坏机制
深海含水合物海洋土-桩基相互作用机理及失稳破坏机制深海含水合物是指在深海底下高压、低温条件下形成的含有水和甲烷的固体物质。
深海含水合物海洋土是指在含水合物物质分布的底部，存在一层由颗粒状含水合物和海洋沉积物混合而成的土壤。
深海含水合物海洋土与桩基之间的相互作用机理可以分为物理相互作用和化学相互作用两个方面。
物理相互作用主要包括以下几个方面：1. 桩基与深海含水合物海洋土之间存在接触面积的变化。
由于含水合物的不稳定性，其可能在接触面上发生相变，导致接触面积的改变，进而影响桩基与土壤之间的力传递机制。
2. 桩基的孔隙水与含水合物的水分之间可能存在渗透作用。
这种渗透作用可能导致含水合物水分的增加或减少，进而影响其力学性质和稳定性。
3. 桩基受到的外部载荷作用会导致土壤颗粒的重新排列，从而影响含水合物的分布和力学行为。
4. 桩基基于地基土的相互作用力导致土壤颗粒和含水合物之间的摩擦力变化，进而影响土壤的稳定性。
化学相互作用主要包括以下几个方面：1. 桩基与含水合物之间的化学反应可能产生较大的应力和变形，进而对桩基的稳定性和承载力产生影响。
2. 桩基周围的孔隙水中存在的离子和含水合物中的离子之间可能发生反应，从而改变了含水合物的化学性质和稳定性。
3. 桩基的载荷作用可能导致含水合物中的化学反应加速，进而加剧了土壤的失稳和破坏。
深海含水合物海洋土的失稳破坏机制主要包括以下几个方面：1. 桩基受到外部载荷作用产生过大的应力，导致土壤颗粒的重排和变形，进而引起含水合物的破裂、分解和流动。
2. 土壤中的水分和气体含量的变化可能导致含水合物的分解和流动，进而引起土壤的失稳和破坏。
3. 含水合物的相变和溶解可能导致土壤颗粒之间的摩擦力发生改变，进而引起土壤的变形和破坏。
4. 含水合物中的化学反应可能产生大量的热量和气体，进而引起土壤的破裂和失稳。
以上机理和破坏机制是深海含水合物海洋土与桩基相互作用的基本原理，对于深海工程的设计和施工具有重要的指导意义。
粘土心墙坝漫顶溃坝过程离心模型试验与数值模拟
粘土心墙坝漫顶溃坝过程离心模型试验与数值模拟随着建筑领域越来越快的发展，土木工程的应用越来越广泛，其中，建筑深水坝的方面尤其重要。
而离心坝漫顶溃坝是一种常用的水力结构，用于构建深水坝。
近年来，学者们研究了粘土心墙坝漫顶溃坝的过程，使用模型试验和数值模拟的方法来深入研究它的特性，这一研究对于了解和掌握该类建筑物的性能具有重要意义。
粘土心墙坝漫顶溃坝是一种典型的深水坝，它由粘土心墙和淤泥构成，粘土心墙用于支撑与把控坝面的溃坝高度，一般情况下，它的淤泥是自然的，端点处可以用淤泥栓柱来支撑。
淤泥心墙坝漫顶溃坝的过程分为池溃坝、漫水线、裂缝宽度及剪应力等几个方面。
池溃坝模拟中，粘土心墙常因若干种原因而存在变形或压缩，从而改变其支撑力，而淤泥由于受变形影响而变薄或变厚，这也将影响其在离心坝漫顶结构中的表现。
漫水线模拟中，淤泥心墙坝漫水线不仅受变形的影响，还受模型的材料特性影响，有些地方还会受到外力的影响，所以漫水线形状有时会出现偏离情况。
裂缝宽度模拟中，由于淤泥的滞回及偏移力影响，裂缝宽度会出现偏离情况，此时应通过反复校核以确保模型的准确性。
最后，剪应力模拟中，淤泥和粘土心墙均会产生剪切力，而这种剪切力又会受到离心力、水断面面积变化等因素影响，因此需要反复校核使之准确。
针对粘土心墙坝漫顶溃坝过程，学者们通过模型试验和数值模拟的方法，对其进行深入研究，以更好地理解和掌握它的特性。
模拟的方法事先根据实际情况，在计算机端采用一定的数值模型，结合各类实验数据，可以进行大量数值计算，从而更好地模拟实际深水坝的漫顶溃坝过程。
在模型试验方面，采用真实比例的建模和模型来模拟实际情况，以此来获取精确的实验数据。
两种方法的结合，更好地模拟了粘土心墙坝漫顶溃坝的过程，使得我们能够更全面和深入地了解和掌握它的特性。
在实际工程中，粘土心墙坝漫顶溃坝过程的模拟是建设类似结构的必经之路，而模型试验和数值模拟的结合，则可以更加精准地模拟实际工程，从而获取更为准确的计算结果，确保工程的有效进行。
极端冰载荷作用下自复位导管架式海洋平台有限元分析
极端冰载荷作用下自复位导管架式海洋平台有限元分析导管架式海洋平台是一种常见的海洋工程结构，用于支撑海底管道和设备，具有抗冲击和稳定性好的特点。
然而，在极寒环境下，海洋工程结构面临的主要挑战是冰的载荷作用，因此需要进行有限元分析来评估结构的稳定性和安全性。
本文将对极端冰载荷作用下自复位导管架式海洋平台进行有限元分析。
首先，需要建立一个合适的有限元模型来描述海洋平台的几何形状和材料属性。
然后，引入冰的载荷作用，并将其施加在海洋平台的上部结构上。
根据实际情况，可以选择不同的冰载荷作用模型，如冰块撞击、冰覆盖等。
在加载过程中，可以监测结构的位移、应力和变形等参数。
接下来，可以使用合适的有限元软件进行数值计算，如ABAQUS、ANSYS等。
在计算过程中，需要考虑材料的本构关系和边界条件。
在边界条件方面，可以选择固定边界、自由边界或多自由边界。
根据实际情况，还可以对模型进行网格剖分和单元类型选择等预处理。
在计算得到结构的位移、应力和变形等结果后，可以对结构的安全性和稳定性进行评估。
常见的评估方法包括静态强度分析、动力响应分析和疲劳寿命评估等。
在评估过程中，需要根据设计标准和规范，对结构的破坏准则、失稳准则等进行分析。
最后，可以根据有限元分析的结果，提出相应的优化建议。
对于存在问题的部分，可以考虑增强结构的刚度或加强冰的防护措施等。
同时，还可以针对不同的冰载荷情况进行参数研究，为冰工程的设计和施工提供科学依据。
综上所述，极端冰载荷作用下自复位导管架式海洋平台的有限元分析是一项复杂而重要的工作。
通过合适的建模和计算方法，可以评估结构的稳定性和安全性，并提出相应的优化建议，为海洋工程的设计和施工提供依据。
浅海平台软土地基破坏模式及加固处理措施
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； 专论与综述 ｛
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浅海 平台软 土地基破坏模 式及加 固处理措施
樊 敦秋
（ 胜利石油管理局钻井工艺研究院， 山东 东营 ２ ５ ７ ０ １ ７ ）
关键 词 ｉ 浅 海平 台 ； 软土地基 ； 加 固措 施
中图分类号 ： ． ｒ Ｖ２ ２ ３
文献标识码 ： Ｂ
文章编 号： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ６ ７ － ０ ３
胜利浅海油 田蕴藏着丰富的油气资源 ，随着浅 海油气 田的开发建设 ， 在海上建造 了大量 的钻 、 采结
摘 要： 分析 了浅海不稳定地基 的成 因、 特征和破 坏模 式， 提 出了浅海软 土地基 的加 固处理措 施 ， 针 对埕北油 田海洋软 土 现状制定 了平 台软土地基的加 固处理方案。该技 术不仅可 用于海上石 油勘探 开发 工程 ， 也可 用于港 口建设和 海岸工程
建设 ， 有广 阔的推广前景 。
（ ２ ） 三角 洲 沉积 软土
三角洲沉积属于海陆过渡 的环境的沉积 。三角 洲沉积是一个多种沉积环境的沉积体系 ，包括三角 洲平原 、 三角洲前缘和前三角洲。在三角洲平原上沼 泽 沉 积 分 布最 广 ， 这种 沼 泽 常 为弱 还 原 或还 原 环 境 ，
１ 浅海软土地基 的成 因与特征
变细 ， 植屑和陆上生 物遗体减少 ， 海相生物增多 ， 由
力。 其 中真空负压是最 主要的。 因而若能 向建筑物底
多种类型的交错层理变为较单一的水平层理 ，有机 面通水或通气 ， 就可大大减小软土对建筑物的吸力。 质含量增高， 颜色变暗。三角洲沉积在垂直方向 ， 自 下而 上 的 沉积 次 序 与平 面 上 由陆 向海 依 次 出现 的沉 ２ 浅海软土地基 的破 坏模 式 积次 序一 致 ， 即 由粗变 细 。
海洋工程装备的强度与稳定性分析研究
海洋工程装备的强度与稳定性分析研究海洋工程是指在海洋环境中开展的各类工程项目，其目的是为了研究和开发海洋资源，满足人类对能源、矿产、食品等方面的需求。
在海洋工程中，工程装备的强度和稳定性是关键因素，决定了工程项目的安全性和可靠性。
强度分析是指对于工程结构在外部力作用下的抗力能力进行评估和分析。
在海洋环境中，工程装备需要承受海浪、风力以及自重等多种力的作用，因此必须具备足够的强度来抵御这些力的作用。
强度分析主要包括应力分析和变形分析两个方面。
应力分析是对海洋工程装备受力情况的分析。
首先需要确定所受外部力的性质和大小，包括静态载荷和动态载荷。
然后根据装备的结构特点和材料特性，通过应力分析方法计算出装备在各个位置上的应力分布情况。
同时，还需要进行疲劳分析，评估装备在长期受力作用下的疲劳寿命。
应力分析的目的是确定装备的强度是否满足设计要求，如果不满足，则需要对装备的结构进行优化设计或采取其他措施来提高其强度。
变形分析是对装备在受力情况下的变形程度进行分析。
变形分析需要考虑装备的初始状态、载荷作用下的变形情况以及由变形引起的应力分布。
通过变形分析，可以预测装备在工作环境中的变形程度，避免产生过大的变形导致装备失效。
同时，还可以通过变形分析来指导装备的结构优化设计，减小变形程度，提高装备的稳定性。
稳定性分析是指对海洋工程装备在受力情况下的稳定性进行评估和分析。
由于海洋环境的变化性和复杂性，工程装备容易受到多种随机载荷的作用，如海浪、风力等。
稳定性分析主要是对装备的平衡性和抗倾覆性进行分析。
通过稳定性分析，可以判断装备是否有翻倒或侧翻的风险，进而采取相应的措施来提高装备的稳定性。
强度和稳定性是海洋工程装备安全运行的基础。
对于不同类型的装备，其强度和稳定性要求也不同。
为了确保工程项目的安全性和可靠性，需要进行全面的强度和稳定性分析，对装备的结构进行设计和优化。
在强度分析中，需要考虑静态和动态荷载对装备的作用，以及装备长期受力下的疲劳寿命；在变形分析中，需要考虑装备的变形程度和应力分布；在稳定性分析中，需要考虑装备的平衡性和抗倾覆性。
岩土离心模拟技术的原理和工程应用
岩土离心模拟技术的原理和工程应用岩土离心模拟技术是一种重要的材料试验手段，广泛应用于土工、岩工、地基工程、地震工程等领域。
它通过模拟真实场地中土体的应力状态和变形特性，对土工材料、工程结构的力学性质和稳定性进行评估和研究。
本文将从原理和工程应用两个方面进行介绍。
一、离心模拟的原理离心模拟实验是将土体放在离心机设备中，借助离心机的高速旋转产生的离心力，使土体获得高达1000倍于重力的加速度，从而模拟真实场地的应力状态，获得各种状态的土体力学性质和变形特性。
离心模拟实验具有以下几个特点：1. 加速度较大：离心机可产生高达1000倍于重力的加速度，对土体施加强烈的加速载荷，能够模拟真实场地较为复杂的地震、风等载荷。
2. 实验精度高：离心实验是一种非常精密的试验方法，可以测量微小的力和变形，实验数据精度高、可靠性好。
3. 处理土体样品多样化：通过控制离心机旋转速度和加速度，可以模拟不同土层深度和不同地质环境下的土体状态，从而得到更真实、可靠的试验结果。
二、离心模拟的工程应用离心模拟技术已经广泛应用于土力学、岩石力学、地基工程、地震工程等领域，其主要应用方向包括：1. 工程结构的稳定性分析：运用离心模拟试验技术，对各种道路桥梁、隧道、堤防、地基及地铁车站等工程结构的稳定性进行评估和研究，建立地下结构的安全边界条件。
2. 地基和岩土工程的研究：离心模拟实验成为评估工程地基和岩土工程的力学性质和变形特性的标准方法。
通过利用离心模拟试验得到的数据，可以确定地基工程中土体失稳破坏的机制，进一步发展土体力学理论。
3. 地震工程的研究：离心模拟试验为研究地震过程中土体的动力响应、变形破坏机制、动力稳定性等问题提供了一种有效手段。
离心模拟试验能够模拟遇有多重地震场地，研究相关的动力特性和应力应变响应。
4. 其它领域的应用：离心模拟技术的应用同样在液固相变、废物处理、地下能源和水利工程等领域得到逐步推广。
总之，离心模拟技术是一种非常重要的材料试验手段，其在各个领域的应用推广将有着更加广泛的意义。
倾斜状态下的吸力式基础极限承载力离心试验模拟
Advances in Marine Sciences 海洋科学前沿, 2019, 6(4), 128-135Published Online December 2019 in Hans. /journal/amshttps:///10.12677/ams.2019.64014The Centrifuge Experiments on MaximumBearing Capacity of the Suction Bucketunder the State of InclinationYifan Ji, Liquan Xie*, Wencai HuangSchool of Civil Engineering, Tongji University, ShanghaiReceived: Nov. 5th, 2019; accepted: Nov. 25th, 2019; published: Dec. 2nd, 2019AbstractTo study the mechanism of bearing capacity of a suction bucket, a series of centrifugal tests were designed to investigate the uplift bearing capacity and the entire dynamic process of soil pressure and pore water pressure were monitored as well. Finally, mechanical analysis was carried out for the suction bucket structure, and the calculated bearing capacity was compared with the experi-mental data, and the error was less than 12%. The experiments presented the obvious influence of inclination on the foundation bearing capacity, and it can be used for reference in engineering.KeywordsSuction Bucket Foundations, Tilt, The Bearing Capacity, Centrifugal Model Test, Pore Pressure倾斜状态下的吸力式基础极限承载力离心试验模拟季一帆，谢立全*，黄文财同济大学，土木工程学院，上海收稿日期：2019年11月5日；录用日期：2019年11月25日；发布日期：2019年12月2日摘要为研究倾斜吸力式基础的极限承载力机制，本文设计并实施了一系列吸力式基础抗拔承载力的离心模拟试验，并全程监测了吸力式基础周围土压力、孔隙水压力的动态演变过程，最后针对吸力式桶形结构进*通讯作者。
海洋平台结构与强度 第7章 节点强度与疲劳分析
第七章 节点强度与疲劳分析
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7-2管状节点示意图 (a)管型节点 (b)箱型节点渐变段
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第七章 节点强度与疲劳分析
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为了增加节点的强度，采取局部加强措施。 1 将节点附近的弦管壁局部加厚。这种增厚 的部分称为节点罐。 2 在接头处加肘板或撑板。加撑板的目的是 为了增加撑管与弦管的焊缝长度，以便使 撑管传来的载荷分散到较大的面积上。 3 但撑板与管子连接线处的应力集中仍很严 重。因此近年来加撑板的管节点使用较少， 大多数管节点的加强措施还是用局部增厚 或者用具有更高屈服强度的材料铸造成节 点罐的形式。
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第七章 节点强度与疲劳分析
3
上节内容回顾 平台的吸能能力
为了提高平台的吸能能力，可采取下列措施 (1)加强主要构件连接处的强度； (2)在结构与基础中，应当有一定的强度余量， 使在地震中主要构件损坏后，还能进行载荷重分 布； (3)在总体设计图及详图中，应避免引入会使刚 度和强度产生急剧变化的构件； (4)避免选用在强震载荷下的脆性材料； (5)要考虑到由地震运动引起的相反方向的载荷 影响。
(1)把平台作为单自由度系统，按等效静力法 计算，将载荷动力放大。 (2)把平台作为多自由度系统将载荷作为瞬变 载荷，按瞬时反应进行分析。 (3)谱动力疲劳分析法，可同时考虑结构的瞬 时反应与循环载荷作用下结构的疲劳特点。 其中第1中方法误差较大，方法2不能反应疲 劳特性，方法3还未完全实用。
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
海洋平台结构与强度，2014秋季，苑博文
第七章 节点强度与疲劳分析
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深海石油平台及其锚固基础形式评述
文章编号:100529865(2008)022*******深海石油平台及其锚固基础形式评述李 飒1,韩志强2,王圣强1,董艳秋1,要明伦1(1.天津大学建筑工程学院,天津 300072;2.中国船级社天津分社,天津 300457)摘 要:随着全球对能源需求量的不断增加,海上石油开发逐渐向深海甚至超深海范围发展,传统的海洋平台已经不能满足海洋油气开发的需要。
顺应式塔式平台(CT 或CPT )、张力腿式平台(T LP )、迷你张力腿式平台(Mini 2T LP )、S par 平台、水下生产系统(Subsea System )、浮式生产系统(FPS )和浮式生产储油装置(FPS O )等各种结构形式被用于深海的开发。
随着水深的发展,系泊系统(含锚固基础)成为平台的关键部分。
深入了解这些结构各自的特点、使用情况以及锚固方法,将有助于我国深海石油事业的发展。
关键词:深海;结构形式;锚泊系统;锚固基础中图分类号:P73.22;U674.38 文献标识码:AThe platform and its anchoring system for deepwater offshore engineeringLI Sa 1,H AN Zhi 2qiang 2,W ANG Sheng 2qiang 1,DONG Y an 2qiu 1,Y AO Ming 2lun 1(1.The Civil Engineering Department ,T ianjin University ,T ianjin 300072,China ;2.T ianjin Branch of China Classification S ociety ,T ianjin 300457,China )Abstract :With the increment of demand for m ore natural energy res ources ,petroleum exploration and production in recent years have m oved into deepwater or ultra 2deepwater off the continental shelf.The traditional platform is being replaced by deepwater production facilities.In ad 2dition to the developing technologies for exploration and production of oil and natural gas ,new concepts in deepwater systems and facilities have emerged to make ultra 2deepwater projects a reality.C ompliant T owers ,T ension Leg Platforms ,Mini 2tension Leg Platforms ,S pars ,Subsea Sys 2tems ,Floating Production Systems ,and Floating Production ,S torage and O ffloading Systems are now being used in deepwater or ultra 2deepwa 2ter.At the same time ,the deeper and deeper water depth makes the m ooring system including the anchoring system become one of the key parts of platforms.T o know m ore about characteristics of structures will be very useful for ocean engineering development in china.K ey w ords :deepwater ;platform structure ;m ooring system ;anchoring system收稿日期:2007208203作者简介:李 飒(1970-),女,天津人,副教授,主要从事海洋平台系泊系统及海洋土力学方面的研究。
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本文 介绍 不 同循 环荷 载强 度下 大 圆筒 基础 和地 基 的动力 响应 特征 （ 晓兵等 ＿ Ｊ张建 红等 －ｊ 。 鲁 ２ 、 ９）
２ 循 环 荷 载 加 载 设 备
中国科学 院力 学所 和 清华 大学 联合研 制 了用于 离心机 中的电磁式激振 器 ， 并在 １０ｇ下 的离心 模型 ０ 试 验 中得到 了应 用 。通 过对 渤海 湾 的冰 荷载 的 分析 表明 ， 加 在 吸 力 式 基 础 上 的 动 冰 荷 载 峰 值 为 ９０ 施 ８
比， 洋 环境 十分 复杂 ， 、 海 风 波浪 、 流 、 冰 和潮 汐 洋 海
１６ ９９年我 国渤 海 ２号 平 台被 海 冰推 倒 ， 造成 直 接 经 济损失 ２００多 万元 ¨ 。这 次事故 和随后 出现 的海 ０ Ｊ
冰剪断导管架钢管等事故引起了工程界对冰荷载的 关注。冰荷载对平 台的作用可以分为 ２类 ： 一类是 分布在海面上的具有一定厚度的大块冰排挤压平台 结 构 ， 现 出的是 静荷 载 ； 一类是 挤压 导致 冰排破 表 另
国科学院力学研究所结合近海海洋油气平台的重大
关 键技 术 问题 研究 ， 合作 开 展 了 一 系列 大 圆 筒基 础 在水 平 和竖 向静载 和循环 动荷 载作 用下 的离 心模型
试验。
经济损失和不 良的社会影响。例如 ， ６ 年英 国北 １ ５ ９
海 的海 上钻 石号 钻井 平 台支 柱拉 杆 脆 性 断 裂 ， 致 导 平 台沉没 ；９８年 罗 兰角 号 钻 井 平 台 事 故 ；９９年 １６ １６ 我 国渤海 ２号 平 台被 海 冰 推倒 ， 造成 直 接 经 济 损失 ２０ 万 元 ；９７年 渤海 ４号 烽 火 平 台倒 毁 ；９０ ００多 １９ １８ 年北 海 Ｅ ｏｓ ｋｆｋ油 田的 ＡｅａｄｒＬＫｅａｄ号 五腿 ｉ ｌｘｎｅ ｉｌｎ ｌ 钻井 平 台发 生倾 覆 ， 致 １２人 死 亡 ；０ １年 巴 西 导 ２ ２０ 油 田的 Ｐ３ 台 发 生倾 覆 。这 些惨 痛 的教 训 给海 －６平 洋资 源开 发 以很 大 的 风 险警 示 ， 时也 促 使 国 内外 同
石油部门更加努力研究海洋平台安全的技术和管理 的关键 问题 … 。 渤海湾每年大约有 ３— 个月的冰冻期 ， ４ 冰荷载
收 稿 日期 ： １． １０ ２ １ １—７ ０
ｋ， Ｎ 频率为１ ｚ 。根据离心模型相似律 ， ０ｇ下激振 Ｈ １ ０ 器对吸力式基础要施加一个幅值为 ９ 、 ８Ｎ 频率为 １ ０ ０
针对中国近海地质条件和海洋环境开展吸力式基础承载特性的研究研制了离心机上电磁式长历时大负载宽频率范围激振器实现了对结构施加循环水平动荷进行了一系列海洋平台吸力式基础离心模型试验揭示了结构振动荷载作用下基础变形失稳机理得到了荷载强度和结构刚度对基础稳定性的影响
第２ 第 １期 ９卷 ２０ １２ 年 １月
载 。进行 了一系列海洋平台吸力式基础离心模型试验 ， 揭示 了结构振动 荷载作 用下基础 变形失稳 机理 ， 得到 了荷 载强度和结构刚度对基础稳定性 的影响 。提出 了能够考 虑竖 向荷 载 、 平荷 载和弯矩联 合作用 、 于塑性力学 上 水 基
限定理的桶基 一地基的三维极限分析方法 。 关 键 词： 吸力式基础 ； 离心机 ； 隙水压力 孔 文献标志码 ： Ａ 中图分类号 ：Ｕ １ ． Ｔ ４ １５
海洋平 台地基 基础变 形破坏离心模拟 和极限分析
张建 红 林 小静 熊 中生 鲁 晓兵 。 。 。
（． １ 清华 大学 水 沙科 学与水利水 电工程 国家重点 实验 室 ， 北京
３ 中国科８ ； ． ００ ４ ２ 广州市设计 院， 广州 ５ ０２ ； １６ ０
Ｈ 的水平动荷载。图 １ ｚ 为长历时、 大负载的电磁式
基金项 目： 国家 自 然科学基金重点项 目（１３Ｏ ７ ５ｏ ８０ ） 作者简介 ： 张建红（９７ ）女 ， 信阳人 ， １６ 一 ， 河南 副教授 ， 主要从事近海工程的研究， 电话 ）１ ・２９９４ 电子信箱）ｅ ａ由 ＠ｔｎｈ ａｅｕ ｃ 。 （ Ｏ ０６７ ２８ （ ｃｚ Ｉ ｈ ｓ ｇｕ ． ．ｎ ｈ１ ｉ ｄ
１０ ８ ） ０ ０ ０
摘要 ： 吸力式 基础是海洋平台的一种新型基础形式 ， 有承载 力高 、 本低 、 具 成 可重复 使用 和适 应各种 复杂 的海 洋荷 载环境等优点 ， 近海滩涂 和深海石 油开发中有广 泛的应用 。针对 中国近海地质条 件和海洋环境 开展吸力式 基础 在
承载特性 的研究 ， 研制了离心机上电磁式 、 长历 时 、 大负 载 、 宽频率 范围激 振器 ， 实现 了对结 构施 加循环 水平 动荷
对海 洋 平 台 的 作 用 是 基 础 设 计 的 重 要 考 虑 因 素 。
１ 工 程背 景
海洋石 油 开 发 是 高 科 技 、 风 险 、 投 入 的业 高 高 务 ， 洋油 气 勘 探 开 发 最 大 的 风 险就 是 施 工 风 险 。 海 海洋 平 台结 构 复杂 、 体积 庞大 、 造价 昂贵 。与陆 地相
碎 和受 波浪 等影 响对平 台结 构产 生的 动荷载 。为 了 研 究这一 动荷 载对 桶 形 基 础 的影 响 ， 华 大 学 和 中 清
时时作 用 于结 构 ， 时 还受 到 地 震 作用 的威 胁 。在 同 这 样 的环境 条件 下 ， 境 腐蚀 、 生 物 附着 、 基 土 环 海 地 冲刷 和基础 动力 软化 、 材料 老化 、 构件 缺 陷和机 械疲 劳 以及 损伤 累积 等不 利 因素都将 导致 平 台结构 构件 和 整体 抗力 的 衰 减 ， 响结 构 的 安 全 度 和 耐 久 性 。 影 历 史上 曾有 过多 次海 洋平 台的 事 故 ， 造成 了重 大 的
长 江
科
学 院 院
报
Ｖｏ． ９ Ｎ ． １２ ｏ １
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＹ ｎ ｔｅＲｉｅ ｄ ｎ ｆ ｓａ ｃ ｎｔｕｅ ｏ ｒ ａ ａ ｇｚ ｖｒＳ ｅ ｆ ｃＲｅｅｒｈＩｓｉ ｔ ｏ ｉ ｉ ｔ
Ｊｎ ２ １ ａ． ０ ２
文章编号 ：０ １ ５ ８ （０ ２ Ｏ —０６ ０ １０ — ４ ５ ２ １ ） １ ０ ９— ５