自升式平臺仿生樁靴設(shè)計與作業(yè)評估.pdf

1、現(xiàn)役自升式平臺存在樁土連接剛度低、刺穿和滑移事故率高、拔樁阻力大等問題，無法滿足鉆井作業(yè)深水化趨勢及工作安全性要求。為此，提出“復(fù)合仿生”理念，基于螺殼獨特的膨脹層特性和蛋殼優(yōu)異的流線型結(jié)構(gòu)，開展自升式平臺仿生樁靴設(shè)計與作業(yè)評估，具體研究內(nèi)容如下：
　　（1）以螺殼表面螺旋部、縫合線以及蛋殼輪廓形狀為基礎(chǔ)，開展輪廓掃描試驗，分別對兩者的形狀特征進(jìn)行統(tǒng)計；通過Hypermesh軟件提取特征點，利用Origin軟件推導(dǎo)并擬合出符合要求

2、的兩種螺旋線、體螺層曲線以及蛋殼輪廓線的數(shù)學(xué)表達(dá)式；最后結(jié)合 Matlab軟件和皮爾遜相關(guān)系數(shù)對擬合出的曲線進(jìn)行驗證，保證曲線與生物原型的高度吻合。
　　（2）通過分析現(xiàn)有的樁靴承載力理論公式，研究單層、多層地基的插樁阻力；接著運(yùn)用孔擴(kuò)張理論推導(dǎo)出基于SMP準(zhǔn)則的插樁阻力，并與土工試驗進(jìn)行對比；然后分析國內(nèi)外拔樁阻力的理論公式；最后對理論公式在實際應(yīng)用和仿生樁靴中的可行性進(jìn)行分析。
　　（3）結(jié)合體螺層特點及函數(shù)，構(gòu)建樁靴下

3、半部分的螺殼形仿生模型；結(jié)合蛋殼鈍端特點及蛋形函數(shù)，構(gòu)建樁靴上半部分蛋形仿生模型。研究螺殼形仿生模型與蛋形仿生模型之間的復(fù)合機(jī)制，進(jìn)而建立“螺殼-蛋殼”形樁靴復(fù)合仿生模型。運(yùn)用仿生樁靴與土壤耦合力學(xué)行為分析方法，利用Abaqus數(shù)值分析方法，分析“螺殼-蛋殼”形仿生樁靴插樁工況下的插樁載荷與深度的定性關(guān)系。最后在后處理過程中研究插樁工況下土壤流動失效模式，并分析土壤流動失效對插樁載荷的影響機(jī)制。
　?。?）利用 Abaqus數(shù)值分