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深海铺管重力锚回收力试验及数值分析

中国海上油气 2023年第2期35卷 220-224页

作者：赵福臣周楠王彦頔李飒海洋石油工程股份有限公司安装分公司天津300452 天津大学建工学院天津300072

重力锚作为一种重力基础因其设计安装方便快捷被广泛应用于海洋工程的相关领域。利用室内模型试验,探讨了深水重力锚在黏土场地回收力作用下的破坏模式;在有限元分析中引入多孔介质弹性单元对重力锚的回收过程进行模拟,并利用该方法对... 详细信息

重力锚作为一种重力基础因其设计安装方便快捷被广泛应用于海洋工程的相关领域。利用室内模型试验,探讨了深水重力锚在黏土场地回收力作用下的破坏模式;在有限元分析中引入多孔介质弹性单元对重力锚的回收过程进行模拟,并利用该方法对现场某工程实例进行了计算。试验结果显示,重力锚回收时存在有土塞和无土塞2种拔出模式,破坏模式与上拔速度有关;数值分析结果显示采用多孔介质单元可以较好地模拟重力锚的上拔过程;将有限元模拟的计算结果与现场实测结果进行了比较,结果显示两者吻合良好。本文提出的数值模拟方法可用于模拟黏土场地重力锚在不同破坏模式下所需的回收力计算。

关键词：重力锚回收力室内模型试验有限元多孔介质弹性单元

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悬索主缆拉力作用下重力锚稳定性分析

公路交通科技（应用技术版） 2016年第9期12卷 156-162页

作者：文海卢建华云南省交通规划设计研究院云南昆明650011 陕西省审计厅陕西西安710002

为了验算虎跳峡大桥丽江岸重力锚在主缆拉力作用下的稳定性,对锚碇区的岩体进行了室内试验以及现场载荷试验和直接剪切试验,根据试验结果运用静力学分析和有限元软件验算重力锚的稳定性,结合灵敏度分析的方法研究影响重力锚稳定性各因... 详细信息

为了验算虎跳峡大桥丽江岸重力锚在主缆拉力作用下的稳定性,对锚碇区的岩体进行了室内试验以及现场载荷试验和直接剪切试验,根据试验结果运用静力学分析和有限元软件验算重力锚的稳定性,结合灵敏度分析的方法研究影响重力锚稳定性各因素如弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比和密度以及主缆拉力的大小、重力锚基础与地基之间的粘聚力的灵敏度大小。研究表明:在主缆拉力作用下,静力学分析得到重力锚的抗滑动稳定性系数、抗倾覆稳定性系数均满足规范的要求,基底应力小于地基容许承载力的要求;有限元软件计算得到重力锚的水平位移和沉降均小于规范允许值,地基应力小于地基容许承载力的要求;灵敏度分析结果显示,重力锚水平位移对主缆拉力的灵敏度最大,锚碇的沉降对弹性模量的敏感程度最大。

关键词：虎跳峡金沙江悬索桥重力锚平硐试验静力分析数值模拟灵敏度分析

水平荷载作用下重力锚室内模型试验及数值模拟分析

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中国海上油气 2018年第2期30卷 152-157页

作者：李飒竺新文李怀亮黄山田王晓飞天津大学建筑工程学院天津300072 海洋石油工程股份有限公司安装公司天津300456

在室内物理模型试验的基础上,结合有限元软件,对重力锚在钙质土上的水平承载过程进行了模拟,对有限元计算结果进行了可靠性验证,并进一步对其承载机理进行了深入分析。有限元分析得到的钙质岩土上荷载-位移关系及土体塑性应变结果显示,... 详细信息

在室内物理模型试验的基础上,结合有限元软件,对重力锚在钙质土上的水平承载过程进行了模拟,对有限元计算结果进行了可靠性验证,并进一步对其承载机理进行了深入分析。有限元分析得到的钙质岩土上荷载-位移关系及土体塑性应变结果显示,重力锚在不同土质条件下呈现不同的破坏形式,即渐进式破坏和突变式破坏,不同的破坏形式和锚的基础底面形式和土的物理力学性质等有很大关系;相较于渐进式破坏,突变式破坏具有更大的风险,在设计计算当中需要予以充分的重视。

关键词：重力锚水平承载力水平位移室内模型试验有限元法

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悬索桥新型组合式重力锚承载机理分析

地下空间与工程学报 2022年第S1期18卷 187-193页

作者：刘渊冯君李小刚龚祖坤陈昊西南交通大学土木工程学院成都610031 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州330110

锚碇是悬索桥承载的主要部件,其中重力式锚碇主要依靠摩擦力和自身重力承载,而对于周围岩土体的承载力利用率较低,往往导致其体积庞大且岩土体开挖量大。组合式重力锚是在传统重力锚的基础上减轻锚碇重量并利用周围岩土体进行承载的一... 详细信息

锚碇是悬索桥承载的主要部件,其中重力式锚碇主要依靠摩擦力和自身重力承载,而对于周围岩土体的承载力利用率较低,往往导致其体积庞大且岩土体开挖量大。组合式重力锚是在传统重力锚的基础上减轻锚碇重量并利用周围岩土体进行承载的一种新类型,是今后重力锚的发展方向之一。本文对现有组合式重力锚进行了分类研究,指出了不同类型锚碇的结构组成和承载机理;提出了一种融合传统重力锚和隧道锚特点的新型侧壁夹持式重力锚,该锚碇的平面形状为前小后大,通过嵌入岩体使双侧与周围岩土体产生夹持效应,可有效提高重力锚的承载力;采用ABAQUS对传统重力锚和侧壁夹持式重力锚的位移、基底应力及承载能力进行了分析,结果表明,侧壁夹持式重力锚抗滑移、抗倾覆性能均优于传统重力锚,在实际工程中具有良好的应用前景。

关键词：重力锚夹持效应组合结构数值模拟

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复杂地质条件重力锚岩体力学试验及工程应用

铁道工程学报 2022年第11期39卷 57-62,99页

作者：郭喜峰余美万王新泽长江科学院重庆分院重庆400026 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010 云南省建设投资控股集团有限公司昆明650501

研究目的:重力锚地基岩土体力学参数是抗滑稳定分析(或复核)的重要依据,本文在香丽高速公路虎跳峡金沙江大桥重力锚基坑底面,选取7个具有地质代表性的岩土层进行现场力学试验,以获得承载力、基底摩擦系数等力学参数。研究结论:(1)碎石... 详细信息

研究目的:重力锚地基岩土体力学参数是抗滑稳定分析(或复核)的重要依据,本文在香丽高速公路虎跳峡金沙江大桥重力锚基坑底面,选取7个具有地质代表性的岩土层进行现场力学试验,以获得承载力、基底摩擦系数等力学参数。研究结论:(1)碎石土夹块石体承载力特征值119 kPa、基底摩擦系数0.44,强风化千枚岩承载力特征值508 kPa、基底摩擦系数0.35,劈理密集带基底摩擦系数0.45,均不满足设计要求;(2)基础右侧劈理密集带承载力特征值719 kPa、基底摩擦系数0.95,劈理密集带承载力特征值为720 kPa,中风化砂质板岩承载力特征值1.44 MPa、基底摩擦系数1.22,中风化砂质板岩夹千枚岩承载力特征值1.44 MPa、基底摩擦系数0.65,强风化砂质板岩夹千枚岩承载力特征值719 kPa,均满足设计要求;(3)对不满足设计要求的碎石土夹块石体、强风化砂质板岩夹千枚岩地基,采用开挖换填混凝土、固结灌浆等措施进行加固,再通过复核重力锚的抗滑稳定系数;(4)本文研究成果可为复杂地质条件下重力锚的安全稳定运行提供参考。

关键词：重力锚承载力特征值基底摩擦系数施工措施

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重力锚室内模型试验及数值模拟研究

重力锚室内模型试验及数值模拟研究

作者：竺新文天津大学

学位级别：硕士

从20世纪50年代以来,人类开始大举向海洋进军,各种海洋工程出现在世界各地,开发海洋需要各式海上系泊系统(如运载船、钻井平台、储油船等),各种海洋工程用锚应运而生。其中重力锚的历史悠久,是最早使用的锚,材料一般为混凝土或钢材、碎... 详细信息

从20世纪50年代以来,人类开始大举向海洋进军,各种海洋工程出现在世界各地,开发海洋需要各式海上系泊系统(如运载船、钻井平台、储油船等),各种海洋工程用锚应运而生。其中重力锚的历史悠久,是最早使用的锚,材料一般为混凝土或钢材、碎金属或其他高密度材料。重力锚主要靠自重下锚底与土之间的摩擦力来提供反力,其承受水平负荷的能力是锚与底质之间的摩擦力以及锚下底质的剪切强度函数。本文在室内物理模型试验的基础上,结合有限元软件,对重力锚在钙质土和粘性土上的水平承载过程进行了模拟。首先介绍了南海开发过程中可能遇到的海洋土工程问题,介绍了海洋锚固基础的种类,南海钙质土的分布情况及国内外学者对海洋土的研究进展。其次介绍了室内模型试验的概况,模型试验的相关原理,然后根据室内模型试验,得出不同形式重力锚在钙质土上的拉力-时间曲线和运动过程,重点比较了平底式重力锚和八键式重力锚在不同土质条件下的运动过程。在不同的土质条件决定了土的破坏模式可以分为两类:渐进式破坏和突变式破坏。对于渐进式破坏,其破坏面为位于土体当中,对于突变式破坏,破坏面沿着锚底与岩石之间。相较于渐进式破坏,突变式破坏的具有更大的风险,在设计计算当中需要予以充分的重视。然后重点介绍了ABAQUS软件在工程界的广泛运用情况,描述了ABAQUS的基本操作流程,比较了ABAQUS/Standard与ABAQUS/Explicit各自优缺点及适用范围,介绍了几种常见的单元类型和接触分析的相关理论,为建立模型及后处理分析提供了理论基础。接着详细描述了本次数值计算模型的建立过程及注意事项,最后根据数值模拟的结果与室内模型试验进行了对比。结果认为在钙质砂和钙质岩上重力锚表现出不同的运动模式。现有的重力锚的设计计算方法对于突变式的破坏模式比较适用,而对于渐进式破坏则偏于安全。最后通过室内模型试验介绍了一种运用在粘性土上的重力锚,对重力锚在不同受力角度的稳定进行了模拟,试验结果表明重力锚的承载力在水平力作用下最大,在粘性土上重力锚在不同的受力角度下的破坏模式均为拔出破坏。

关键词：重力锚钙质土室内模型试验有限元水平承载力

秀山大桥重力锚支墩基础及锚块荷载分担比研究

同方学位论文库评论

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长江科学院院报 2018年第3期35卷 176-179,186页

作者：白雨东王帅张宜虎浙江省交通规划设计研究院杭州310000 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010

秀山大桥重力锚支墩基础与锚块各自分开,地基与基础荷载分担比较为复杂,为研究锚碇系统各部位承载分担比和失稳模式,依托秀山大桥重力锚,建立锚碇、支墩桩基与地基相互作用的三维有限差分模型,以0.5P(P为缆索拉拔设计荷载,P=132 MN)为... 详细信息

秀山大桥重力锚支墩基础与锚块各自分开,地基与基础荷载分担比较为复杂,为研究锚碇系统各部位承载分担比和失稳模式,依托秀山大桥重力锚,建立锚碇、支墩桩基与地基相互作用的三维有限差分模型,以0.5P(P为缆索拉拔设计荷载,P=132 MN)为递增荷载进行极限加载模拟研究。结果表明:在(1~2)P时,锚块底板、锚块前端岩体、支墩基础、锚块侧边承担水平荷载平均占比为64%,23%,6%,7%;缆索荷载达到2.5P时,锚-岩接触面不均匀剪力引起锚块底部岩体拉伸破坏;支墩桩基达到极限承载力时的缆索荷载为3.5P,其破坏形式近似于单轴压缩破坏;随着荷载继续增大,锚块底板接触面逐渐张开,其承担水平荷载向锚前端岩体转移。研究成果为重力式锚碇的结构设计、地基加固及极限承载力分析提供了参考。

关键词：秀山大桥重力锚支墩桩基荷载分担比承载力

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虎门大桥东锚碇重力锚及基岩的稳定性

工程力学 1996年第A3期13卷 142-148页

作者：陈有亮

本文结合现场模型实验和室内实验对广东虎门大桥东锚碇重力锚及基岩的稳定性进行了分析和评价，首先分析了混凝土－岩体胶结面的抗剪特性，得出了胶结面的抗剪特性与剪断后的摩擦特性之间的关系，然后分析了可能导致混凝土－基岩胶结体... 详细信息

本文结合现场模型实验和室内实验对广东虎门大桥东锚碇重力锚及基岩的稳定性进行了分析和评价，首先分析了混凝土－岩体胶结面的抗剪特性，得出了胶结面的抗剪特性与剪断后的摩擦特性之间的关系，然后分析了可能导致混凝土－基岩胶结体整体破坏的软弱结构面的抗剪特性和时效特性，最后分析了重力锚基岩的失稳模式，为对比和评价隧道锚，重力锚，钻岩锚三种施工方案奠定了基础。

关键词：重力锚胶结面稳定性桥梁锚碇

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矮寨特大悬索桥重力锚基坑开挖技术

中外公路 2009年第5期29卷 146-148页

作者：杨遵俭盛希左宜军苏巧江湖南路桥建设集团公司湖南长沙410004

矮寨特大悬索桥是1 000 m以上跨径、悬索桥跨峡谷高度世界第一的桥梁。该文主要介绍了矮寨特大悬索桥嵌岩式重力锚基坑开挖时深孔松动爆破、周边光面爆破、基底清理措施、出渣方案等方面的成功经验。

关键词：悬索桥重力锚基坑开挖爆破出渣通道