岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (10): 2707-2716.doi: 10.16285/j.rsm.2021.2054

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

深水注浆锚设计原理及其承载特性试验研究

吴学震1,姜杰1,李大勇2,蒋宇静3   

  1. 1. 福州大学 土木工程学院,福建 福州 350116;2. 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院,山东 青岛 266580; 3. 山东科技大学 矿山灾害预防控制国家重点实验室(培育),山东 青岛 266590
  • 收稿日期:2021-12-07 修回日期:2022-06-16 出版日期:2022-10-19 发布日期:2022-10-17
  • 作者简介:吴学震,男,1988年生,博士,研究员,主要从事岩土工程方面的科研与教学工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 41907251,No. 52179098)。

Design principle and bearing characteristics experimental study of deepwater grouting torpedo anchor

WU Xue-zhen1, JIANG Jie1, LI Da-yong2, JIANG Yu-jing3   

  1. 1. College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350116, China; 2. College of Pipeline and Civil Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao, Shandong 266580, China; 3. State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China
  • Received:2021-12-07 Revised:2022-06-16 Online:2022-10-19 Published:2022-10-17
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41907251, 52179098)。

摘要: 海洋能源开发不断向深海迈进,大型深水海上平台对锚泊结构的承载力提出了更高的要求。针对传统鱼雷锚承载比不足的问题,提出了一种新型深水注浆锚。锚体带动连接其尾部的注浆管贯入海床,然后在外部注浆设备驱动下向海床注浆,浆液挤压土体并在锚体周围形成注浆固结块,从而大幅增加锚体抗拔力。采用自主设计的海洋锚注浆和拉拔试验系统进行了模型试验,研究了不同注浆量对浆液扩散特性以及锚体承载特性的影响规律。结果表明:浆液可以较好地包裹锚体,浆块呈倒锥形与锚体紧密黏结为一体,共同承受上部荷载,浆块承载比可达 24.6,远高于传统鱼雷锚的 2.4~4.1,从而验证了深水注浆锚的可行性。随注浆量的增加,浆块端部截面积和整体高度增加,注浆锚整体承载力也不断增大。

关键词: 海洋锚泊结构, 深水注浆锚, 鱼雷锚, 承载特性, 模型试验

Abstract: The development of marine energy is gradually moving towards the deep sea. Large offshore platforms at deepwater areas put forward a higher requirement for the bearing capacity to the mooring structures. Aiming at the problem of insufficient bearing ratio of traditional torpedo anchors, we developed a novel deepwater grouting torpedo anchor. The anchor drives the grouting pipe into the seabed, and then grouts into the seabed; the grout squeezes the soil and forms a grouting consolidation block around the anchor; thereby, the pullout resistance of the anchor will be greatly improved. The model tests were carried out using the self-designed marine anchor grouting and pulling test system, and the effects of different grouting quantities on the grout diffusion characteristics and the bearing characteristics of the anchor were studied. The results show that the grout can better wrap the anchor, grout block is inverted cone and bond closely with the anchor, and they can bear the upper load together. The maximum bearing ratio of grout block can reach 24.6, much higher than 2.4-4.1 of traditional torpedo anchors, thus verifying the feasibility of deepwater grouting torpedo anchor. With the increase of grouting quantity, the cross-sectional area and overall height of grout block are increased, and the overall bearing capacity of the grouting torpedo anchor also is enhanced.

Key words: marine mooring structure, deepwater grouting torpedo anchor, torpedo anchor, bearing characteristics, model test

中图分类号: 

  • P 754
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