›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (8): 2551-2560.

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水平荷载下导管架平台桩基础的非线性有限元分析

袁志林1,段梦兰1,陈祥余2,钟 超1,王建国1   

  1. 1. 中国石油大学(北京)海洋油气研究中心,北京 102249;2. 海洋石油工程股份有限公司,天津 300452
  • 收稿日期:2012-02-12 出版日期:2012-08-10 发布日期:2012-08-13
  • 通讯作者: 段梦兰,男,1966年生,博士,教授,博士生导师,主要从事海洋工程方面的研究工作。E-mail: mlduan@cup.edu.cn E-mail: yuanzhilin-99@163.com
  • 作者简介:袁志林,男,1987年生,硕士研究生,主要从事导管架平台桩基稳定性方向的研究工作。
  • 基金资助:
    国家高技术研究发展(863)计划“基于振动检测的现役海洋平台结构安全评估技术研究”子课题——“海洋平台桩基弱化及其对平台响应的影响研究”(No. 2008AA092701-3)

Nonlinear finite element analysis of jacket platform pile foundations under lateral loads

YUAN Zhi-lin1,DUAN Meng-lan1,CHEN Xiang-yu2,ZHONG Chao1,WANG Jian-guo1   

  1. 1. Offshore Oil & Gas Research Center, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Offshore Oil Engineering Co., Ltd., Tianjin 300452, China
  • Received:2012-02-12 Online:2012-08-10 Published:2012-08-13

摘要: 导管架平台桩基础的控制荷载主要为风荷载、波浪荷载、地震荷载等水平荷载,为研究水平荷载下导管架平台桩基础的承载特性,采用非线性有限元分析方法对水平荷载下桩-土之间的相互作用进行研究,提出了有效模拟桩基水平承载特性的有限元模型,分析了模型桩的刚度、直径、土质参数中水平土压力系数、剪胀角对桩基承载特性的影响及水平荷载下群桩承载特性,并将有限元计算结果与API规范及模型试验结果进行对比。研究结果表明,非线性有限元分析方法分析水平荷载下桩-土相互作用是可行的,计算结果可为导管架平台的桩基设计提供参考。

关键词: ABAQUS软件, 桩, 水平荷载, P-y曲线, 极限承载力

Abstract: The control loads of jacket platform pile foundations are the wind load, wave load, seismic load and other lateral loads. A fundamental study of the soil response of piles subjected to lateral loads is conducted using the nonlinear finite element analysis. A finite element model is established to simulate the response of a pile subjected to lateral loads effectively. The effects of pile properties, i.e. stiffness and diameter and soil properties, i.e., coefficient of horizontal earth pressure, dilation angle on the response of a pile subjected to lateral loads are investigated. In addition, the response of pile groups under lateral loads is also analyzed. Finally, the results of finite element analysis are compared with API recommendations and the model test results. The results of the study show that the nonlinear finite element analysis is accurate in analyzing soil response of piles subjected to lateral loads. The calculation results can provide reference for the pile foundation design of jacket platform.

Key words: ABAQUS software, piles, lateral loads, P-y curves, ultimate soil resistance

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