正壓沖固海洋平臺三維有限元動力響應分析.pdf

1、本文以國家海洋“863”計劃中的“正壓沖固平臺技術研究”課題為背景，研究正壓沖固新型海洋平臺在冰荷載和地震載荷下的動力響應以及樁-土耦合作用機制。 結合所研究的課題實際，本文考慮了土-樁-結構相互作用的影響，對正壓沖固平臺上部支撐結構和特殊的復合基礎建立整體三維有限元模型。充分利用大型有限元軟件Marc在非線性材料定義方面的優(yōu)勢，對混凝土、水泥土和加固前后的海洋土進行模擬。在結構有限元處理時，進一步研究板梁非標準組合結構的自由度

2、協(xié)調問題，使得計算結果更反映真實的結構情況。 海冰對海洋結構物的作用力是寒冷海域結構物設計的重要控制載荷之一。冰與結構的作用機制十分復雜。本文首先依據規(guī)范校核平臺在靜冰載荷下的強度和穩(wěn)定性；然后基于Matlock冰激強迫振動理論模擬動冰載荷對平臺的作用，并用于平臺動力響應計算；最后，考慮海冰作用的隨機性，采用渤海灣實測的冰力曲線，對平臺進行動力響應和復合樁基的應力分析。 為了進一步說明正壓沖固平臺復合基礎樁-土耦合作用以

3、及完成平臺在地震載荷下的動力響應分析,分三種情況模擬樁-土之間的耦合作用：不考慮樁土之間的摩擦作用、設置薄層摩擦單元和接觸分析。分析過程中考慮混凝土的開裂和壓縮破壞，采用步步分析方法進行平臺上部結構的瞬態(tài)動力響應分析。計算結果表明，三種情況上部結構位移和加速度響應結果十分接近，另外，從樁土部分應力結果分析也表明，正壓沖固這種特殊的工藝，能顯著改善不良地基條件，達到預期的效果。 全文是以MSC公司的Mentat/Marc為計算平臺