成層土中吸力錨極限承載力的數值模擬及分析

馬鵬程， 邱 月， 舒 爽

（1.河海大學巖土力學與堤壩工程教育部重點實驗室，南京 210098；2.山東科技大學礦山災害預防控制-省部共建國家重點實驗室培育基地，山東青島 266590）

資源開發對于國家的工業發展越來越重要，在我國東部海域與南部海域儲藏著大量的油氣資源，海上平臺作為開采油氣資源的主要設備，更加準確、合理地評估其安全性與穩定性至關重要. 吸力錨作為一種方便快捷的基礎形式被廣泛應用于海洋工程，特別是海上風力發電機、海上平臺等，其在服役期間的穩定性是保障上部結構正常運營的重要環節. 對于離岸海上浮式、半浮式平臺、海上平臺與吸力錨通過錨鏈連接，海洋環境惡劣，結構物長期受到受風、浪、水流等荷載作用，在復雜循環荷載條件下，吸力錨基礎除了自重外，長期受到通過錨鏈傳遞而來的水平荷載、彎矩荷載. 我國海域海床多為軟土，因此，分析基礎在軟土層中的承載特性是工程設計的基石.

在荷載作用下，若吸力錨只發生平動，則吸力錨發揮出最佳的承載能力，此時吸力錨與錨鏈的連接點為最優系泊點，最優系泊點所在水平面與吸力錨中心軸線的交點為最優加載點. 海床情況復雜，吸力錨的穿透深度內可能存在性質差異較大的軟土層. Ahn等［1］使用ABAQUS研究了吸力錨在不同抗剪強度土中的最優加載點分布規律，Kellezi 和Stromann［2］利用大變形有限元模擬在軟土覆蓋硬土的情況下樁靴的灌入過程；Zhu等［3］利用循環加載設備探究在砂土、黏土和砂土覆蓋黏土條件下吸力錨承載力變化規律；……