›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (3): 735-740.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

正常固结黏土中平板锚基础的吸力和抗拉力

刘 嘉1,王 栋2   

  1. 1.中交四航工程研究院有限公司,广州 510230;2.大连理工大学 土木水利学院,大连 116024
  • 收稿日期:2007-04-28 出版日期:2009-03-10 发布日期:2011-01-28
  • 作者简介:刘嘉,男,1981年生,硕士,主要从事深海基础方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 50309001);辽宁省博士启动基金资助项目(No. 20061070)。

Tension resistance and suction of plate anchor foundation in normally consolidated clay

LIU Jia1, WANG Dong2   

  1. 1. Engineering Research Institute Co., Ltd. of CCCC Fourth Harbor Engineering Co., Ltd., Guangzhou 510230, China; 2. School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
  • Received:2007-04-28 Online:2009-03-10 Published:2011-01-28

摘要:

平板锚是新近出现的一种系泊深海浮式结构的基础型式。当黏土地基中的平板锚承受上拔力时,平板上、下表面超静孔压差形成的吸力使其抗拉承载力显著增加,对于风浪等快速加载条件尤其如此。利用有限元软件ADINA建立有效应力形式的轴对称动力有限元模型,研究圆形平板锚在缓慢加载与快速加载时的超静孔压分布与地基破坏型式。快速加载时重黏土和高岭土两组典型正常固结土样所得极限承载力系数与塑性极限分析解一致。进而通过变动参数分析,讨论加载速率和埋深对吸力和总抗拉力极限值的影响,并给出排水和不排水加载条件对应的临界加载速率。结果表明,不排水加载条件的总抗拉力可能达到排水总抗拉力的3倍。

关键词: 有效应力, 吸力, 抗拉力, 黏土, 有限元, 平板锚

Abstract:

The plate anchor is a new anchor foundation of moored deep-sea offshore floating structures. When a plate anchor is buried in the clay and subjected to uplift force, the difference of excess pore pressures on anchor top and base results in suction force, which may be beneficial to improve the uplift resistance of anchor, especially when wind and wave loadings apply quickly. A finite element software, ADINA, is used to establish axisymmetric dynamic finite element model in effective stress form. The distributions of excess pore pressure and failure mechanisms of foundation under fast and slow loadings of circular plate anchor are studied. In terms of two typical normally consolidated clays, gault and kaolin, under fast loading condition, the solutions of ultimate bearing capacity factor agree well with results from plastic limit analysis. By means of parametric analysis, the effect of loading rate and anchor embedment on suction force and limit value of total tension resistance are discussed. Furthermore, the critical loading rates corresponding to fully drained and undrained conditions are proposed. Numerical results show that the total tension resistance under undrained condition may be three times of the value under drained condition.

Key words: effective stress, suction, tension resistance, clay, finite elements, plate anchor

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[1] 陈卫忠, 李翻翻, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 热−水−力耦合条件下黏土岩蠕变特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 379-388.
[2] 徐杰, 周建, 罗凌晖, 余良贵, . 高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 469-476.
[3] 刘家顺, 王来贵, 张向东, 杨建军, 孙嘉宝, . 部分排水条件下饱和黏土 渐近状态本构模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 485-491.
[4] 方瑾瑾, 冯以鑫, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下非饱和黄土的有效应力屈服特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 492-500.
[5] 王立业, 周凤玺, 秦虎, . 饱和盐渍土分数阶蠕变模型及试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 543-551.
[6] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[7] 涂园, 王奎华, 周建, 胡安峰, . 有效应力法和有效固结压力法在预压地基 强度计算中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 645-654.
[8] 孙锐, 杨峰, 阳军生, 赵乙丁, 郑响凑, 罗静静, 姚捷, . 基于二阶锥规划与高阶单元的 自适应上限有限元研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 687-694.
[9] 刘忠玉, 夏洋洋, 张家超, 朱新牧. 考虑Hansbo渗流的饱和黏土 一维弹黏塑性固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 11-22.
[10] 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140.
[11] 孙红, 宋春雨, 滕慕薇, 葛修润. 加荷条件下软黏土的孔隙演化特征[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 141-146.
[12] 戴国亮, 朱文波, 郭晶, 龚维明, 赵学亮, . 软黏土中吸力式沉箱基础竖向抗拔承载 特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 119-126.
[13] 王欢, 陈群, 王红鑫, 张文举, . 不同压实度和基质吸力的粉煤灰三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 224-230.
[14] 叶观宝, 郑文强, 张 振, . 大面积填土场地中摩擦型桩负摩阻力分布特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 440-448.
[15] 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 李翻翻, 马永尚, 闫宪洋, . 黏土岩饱和过程中水分运移规律试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3327-3334.
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[1] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[2] 黄建华,宋二祥. 大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究[J]. , 2009, 30(11): 3372 -3378 .
[3] 高 阳,张庆松,徐帮树,李 伟. 海底采煤顶板支承压力分布规律与影响因素研究[J]. , 2010, 31(4): 1309 -1313 .
[4] 邓 琴,郭明伟,李春光,葛修润. 基于边界元法的边坡矢量和稳定分析[J]. , 2010, 31(6): 1971 -1976 .
[5] 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283 -2288 .
[6] 闫 铁,李 玮,毕雪亮. 基于分形方法的多孔介质有效应力模型研究[J]. , 2010, 31(8): 2625 -2629 .
[7] 徐维生,柴军瑞,陈兴周,孙旭曙. 岩体裂隙网络非线性非立方渗流研究与应用[J]. , 2009, 30(S1): 53 -57 .
[8] 刘振平,贺怀建,朱发华. 基于钻孔数据的三维可视化快速建模技术的研究[J]. , 2009, 30(S1): 260 -266 .
[9] 陈保国 ,孙金山 ,张 磊. 上埋式钢筋混凝土拱涵受力特性及地基处理研究[J]. , 2011, 32(5): 1500 -1506 .
[10] 赵跃堂,林家炜,石 磊. 冲击荷载作用下层裂问题研究[J]. , 2011, 32(S2): 122 -126 .