曹妃甸浅滩海洋工程地质特征及插桩深度研究

作     者：陶常飞 

作者单位：中国海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴建政

授予年度：2008年

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：曹妃甸浅滩 海洋钻井平台 插桩深度 太沙基极限荷载公式 

摘      要：研究区位处渤海湾东北部曹妃甸浅滩,是冀东油田海上油气的主要勘探区块。区内滩涂广阔,潮沟广布,沟壑纵横,水深变化较大,海洋动力环境复杂。 本文系统总结了曹妃甸浅滩地区的海洋沉积动力环境和工程地质特征,着重讨论了影响自升插桩式海洋石油钻井平台插桩深度的主要因素,并就插桩式平台的实际插桩深度与理论计算深度出现偏差的原因进行了分析,得出研究区内平台插桩计算时类似砂体关于标贯击数与均匀圆粒沙的内摩擦角φ经验关系的地区性经验公式。 研究表明,曹妃甸浅滩包括障蔽内潮坪区、障蔽外浅海区和大型潮道区。障蔽内潮坪区发育有小型潮汐三角洲及指状沙脊,属于主要受潮流控制的低能环境区;障蔽外浅海区受波浪、潮流控制,局部发育沙波;大型潮道区由两条南北、东西向潮道组成,潮道在横剖面上呈不对称“U形,在潮道转弯的外侧为陡坡,内侧为缓坡。 研究区内底质沉积物的分布与水动力条件有明显的一致性,其物理力学性质由于分布区域的不同具有明显的差异性。由于多期三角洲的沉积叠加,区内地层情况复杂多变,根据各层组分及物理力学性质,研究区内40m以浅地层在垂向上可分为8层,其中,第②层重粉质砂土层厚度较大,横向分布稳定,且多出露于海底,在波浪、潮流、及土体自重等因素作用下呈现粒径单一、粗化,土体密实等状态,整体表现出较高的力学强度,对海洋工程,特别是海洋钻井平台的适宜性具有较大影响。 插桩式海洋钻井平台桩腿一般无法贯穿第②层重粉质砂土,实际插桩深度与理论计算插桩深度偏差较大。本文着重分析了该层土的沉积环境、砂体自身厚度、插桩过程对土体强度的影响等因素,就土体物理力学参数的选取以及计算方法的适用性进行了讨论,得出研究区内类似砂体的关于标贯击数与均匀圆粒沙的内摩擦角φ经验关系的地区性经验公式。