Введение к работе
Актуальность работы. В практике морской добычи нефти широкое распространение получили решетчатые конструкции опорных блоков» устанавливаемых на морское дно и закрепляемых с помо:дьа свай» Для указанных конструкций в качества свей, как правило, '.применяются забивные стальные трубчатке сваи погружаемые с открытым нижним концом. В настоящее время имеется большое количество іінженерннх методов определения несущей способности и осадок одиночных свай* Однако, все г ти метода разработаны применит.: лкю к ззлям сплошного сечения используемым з ісловиях суш! и использования их для расчета тонкостенных трубчатых свай в морских условиях не обоснованы. Кроме того, имеющиеся методы расчета осадок и несущей способности, свай основываются на -различные предположения, и не позволяют учесть многообразия факторов и грунтовых условий.
Морские стационарные платформы подвергаются циклическим нагрузкам при штормах. Знакопеременные волновые нагрузки действуют в вер? ней его чести, в основном, в горизонтальном направлении. Однако в сеязи с тем, что верхнее строение глубоководных стационарных плащорм обычно находится на глубине 100 и более'метров от уровня дна моря, свайные фундаменти такого типа сооружений работают на опрокидиващуи нагрузку. В таких условиях каждая свая; в отдельности подвергаются в основном действию знакопеременных вертикальных нагрузок. При отом, свая попеременно работает на вдазлквание- выдергиванье. Псмимо глубоководных оснований, ряд другие морские и речныэ сооружения в качестве крепления имеют сзаиные основания, расчет которых приводится к задаче о вдавливишк осевой нагрузкой (статической и циклической) трубчатой (цилидірической) сваи (стеркня) в упруго-пластический грунт (среду), который остается малоизученным.
Цель и задачи диссертационной работы: Основной целью диссертации является разработка численного метода расчета осадки и несущей способности тонкостенных трубчатих свай, используемых для крап-лэния морских стационарных шшъфзра. Для достикения этой цели бшга постакдзніл адодудцгт задачи;
разработка -шслзнЕого катода расчета осадки и несуще! сго-соозгетк го2іосїЄЕноЗ трубчатой сзаи с учэтом пластического дэфор-кфоваптія грунта пга действия статических осевых нагрузок;
прапэдэглз ззспзрзкоагашшго исслздоввяия иг судей способ-
ности и осадки тонкостеиьой трулччтой сваи в морских условиях и оценка достоьериости численных рошений;
разработки численного мі-тздв расчета cftifl, пик действии циклических (г-.шторных) нагрузок;
теоретическое изучение напряженно - деформированного состояния грунтового основания при взаимодвйстшга с тонко-тешоп трубчатой сваей.
Автор зацктцввт;
методику расчета несущей способности и осадки тонкостенной труОчатсй свзи пря действия вертикальных стьтичосжюс к циклических нагрузок;
результаты численних исследований напряженно - деформированного состояния грунта при взаимодействии с тонкостенной трубчатой СБяей под действием статических и циклических нагрузок.
Научная новизна работы заключается е следующем:
экспериментальными исследованиями определены высота грунтового ядра в полости тонкостенных трубчатых свай, при звоивка их в . морских условиях и установлена степень уплотнения грунта под торцом и вокруг боковой поверхности;
разработана методика, алгоритм и составлена программа расчета несущей способности и осадки Фундаментных конструкций, которые могут быть описаны в рамках осесгакетричвой задачи теорія пластичности; разработанная методика применена для расчета тоілостєнннх трубчатых свай при дєйстегоі осевых статических негрузок;
разработаны формулы для прогноза дополнительных пластических объемных и сдеиговых деформаций грунта при циклическом нагружешш;
разработана методика расчета тонкостенных трубчатых свай при действии циклических нагрузок;
теоретически исследованы особенности поведения тонкостенной трубчато* сваи при действии статических и циклических осевых нагрузок;
Практическое значение работы: Результаты исследований и раз-раб^таншй метод расчета позволяет получить значительный экономический эффект при проектировании глубоководных стационарных платформ за счет более поллого использования несущей способности свай.
" Внедрение: Экономический эффект от внедрения методики при проекі/фовании глубоководной стационарной платформы ЫСП-1Э на месторождении им. 28 Апреля составляло SO тыс. рублей (на 1983 год,
без учета сокрапения срока строительств).
Внчислителыше программы расчета включены в состав программных средств "СЛЯГ ПУНШ Гшпхіморнефтегаз", которчй едено в поуииленнув эксплуатацию в 19Э0 году и испольа;'отся при щооїг,ujwnamra морских стационарішх платформ в ІйПІУ "Гипроморивфтегаа''. Годовой экономи-ческил эффект от внедрение САПР І1ИГМ "Гипроморнефтегаэ" II очереди в 1989 году составляло 4746000 рублей, в тем числе ач счет использования рассматриваемой методики 177Э000 ру.Ълэй.
AnjpoJauj«i_jp_aooTu: Основные наложении диссертационной работы докладывались автором и обсуждались на I Всесоюзной конференции "Комплекспоо осъоение нефтегазовых ре су peon континентального шельфа СССР" (Москва, ISG6), на конкуренции молодих ученых и специалистов НИИ Оснований и подземшн сооружений (Москва, 193в), научно- технической конференции "Ннучцо-исо.одовательекие работа по создании стационарных платформ на глубинах 200-300м" (Егку, 1967), научно-тех зічбской конференции молодих ученых и специалистсв но проблемам освоону.я нефтегазовых месторождений (Ваку, 1989), республиканской научно-технической конкуренции по динамике и прочности нефтепромыслового оборудования (Біжу, 1989), на семинаре инстит/та Математики п механики Академии Наук Азербайджанской Республики (Баку, 1993г.), на научной конференции по механике и математике посвятенгшй юбилее профессора К.А.Коримоьа (Баку, 1993г.).
Пуб^икшлшк Результати внполненшіх исследований опубликованы в 8 статьях.
Объем работ: Диссертация содержит ЇІ6 стр. основного текста, 43 рисунков, 8 таблицы, спиезк литер&'цры 137 наименований.