基于CEL法的海洋自升式平臺插樁研究*

張湖賓 陳 晨

（江蘇科技大學(xué)機械工程學(xué)院 鎮(zhèn)江 212003）

1 引言

本文選取有限元方法來研究樁靴[1～3]的插樁，對比分析CEL方法在模擬樁靴插樁作業(yè)的優(yōu)點。相較于傳統(tǒng)有限元法，CEL計算結(jié)果更容易收斂且更加準確。數(shù)值計算[4～5]的優(yōu)點在于它在計算中考慮到很多常規(guī)計算公式規(guī)范中沒有考慮到的問題，比如海洋中地質(zhì)土層的不確定性、土體回流[6～9]情況、樁靴的結(jié)構(gòu)外形、穿刺問題等。

通過比例試驗驗證CEL數(shù)值方法的可靠性。建立四個等比縮放的樁靴模型，在上砂下黏[10～14]土體條件下進行模擬插樁。

探究裙擺型樁靴以及開孔型樁靴相較于普通樁靴在插樁過程中的區(qū)別；接著深入研究裙擺長度對于樁靴插樁的阻力變化，在裙擺長度不超過樁靴底部最下端時，發(fā)現(xiàn)裙擺長度對插樁整體阻力影響不明顯；比較開孔不同半徑的四孔、六孔、八孔的樁靴對于插樁的影響。

2 插樁試驗驗證

2.1 樁靴模型制備

進行插樁試驗主要用以驗證CEL法代替試驗的可行性，制作了四個底部形狀不同的樁靴模型。

如圖1（a）、（b）、（c）、（d）所示，所用縮比模型均為實際樁靴的1/100，探求樁靴底部加裙擺、開貫穿孔在上砂下黏土土基條件下的承載力大小以及穿刺風險等研究。

圖1 不同結(jié)構(gòu)的樁靴模型

2.2 CEL法模擬與試驗結(jié)果對比分析

通過對四種不同結(jié)構(gòu)的樁靴進行小比尺試驗，得出了在“上砂下黏”雙層土基[15]下插樁阻力隨插樁深度[16～17]的變化曲線。并與相應(yīng)的 CEL 數(shù)值仿真的結(jié)果進行對比，以此來驗證CEL數(shù)值仿真的可行性。……