倾斜荷载作用下吸力桶承载性能分析

(1.南阳师范学院 土木建筑工程学院，河南 南阳 473061； 2.河南工业职业技术学院 经济管理学院，河南 南阳 473061 )

1 研究背景

吸力式桶形基础主要适用于深、浅海域，在海上采油平台和风力发电机工程领域中有广泛的应用前景。桶形基础在实际工程中往往承受水平、竖向荷载及扭矩的共同作用，其中包括水平方向承受的风、波浪等荷载作用，竖向承受的平台荷载及自重等，承受荷载均比较显著。水平荷载和竖向荷载的合力往往以倾斜荷载的形式作用在桶体上。目前，国内外大部分研究工作主要针对单向受力状态，或采用极限分析方法研究桶体的复合受力特性，然而，对倾斜荷载作用下桶形基础承载性能的研究尚不够深入。Bransby和Randolph[1]、Gourvenec和Randolph[2]对于水平荷载、竖向荷载和弯矩共同作用的共面复合加载条件下的地基承载力进行了模型试验和数值分析；Sukumaran等[3]的研究结论表明缩减积分单元比较适用于位移控制条件下的数值分析；武科等[4]通过有限元数值分析方法，在均质软黏土地基条件下，研究单个倾斜荷载分量作用下桶形基础的承载力特性及其破坏机制；范庆来等[5]对裙板式浅基础在倾斜与偏心荷载2种加载条件下的承载性能进行了比较系统的平面应变有限元分析；邱月等[6]基于模型试验和极限包络线方法提出了倾斜荷载作用下吸力式沉箱基础的极限抗拔承载力计算方法。

在实际工程中，土体在剪切变形过程中会发生主应力方向旋转，并对其力学特性有一定的影响[7-8]。……