筒型基础负压沉贯流固耦合的渗流模型分析.pdf

1、本文针对筒型基础这一新型海洋平台基础形式负压沉贯下沉中流固耦合的渗流模型进行了分析，筒型基础作为一种新型的平台基础和系泊体系，由于其重量轻，易于安装就位，及可重复利用等特点而受到越来越多的关注。因为它出现的时间还不长，有许多需要进行深入研究的技术问题。本文针对这一基础形式，对其在施工下沉过程中负压沉贯流固耦合引起的渗流动态变化进行了研究，分析了筒型基础负压沉贯的特点。 首先，针对筒型基础的结构形式以及筒内的土体的应力变化情况，研

2、究了筒型基础的沉贯阻力公式，由有效应力原理确定了应力场方程。 其次，建立了新的土颗粒本构关系，将渗流力作用下的土体应变分为土颗粒自身硬化而产生的弹塑性变形和土体骨架产生几何变形而引起的土体体应变两种。将J2流动理论以及离散元思想应用到土体本构关系模型的建立上，利用J2流动理论各向同性硬化原理，建立颗粒变形的本构关系模型，接着，利用离散元思想建立土骨架变形的本构关系模型，并将这两种模型结合得到土体渗流过程中总变形的本构关系。

3、 再次，将物性参数动态模型引入筒型基础沉贯过程中，改变了传统计算中，沉贯过程不考虑物性参数变化的缺陷，导出了筒型基础负压沉贯流固耦合的孔隙度、渗透率等动态物性参数模型。 然后，根据质量守恒定律和流固耦合渗流运动方程来建立适合筒基沉贯作用特点的流固耦合渗流方程，与应力方程一起组成了筒型基础渗流数学模型，并给出上述模型的定解条件。 最后，利用导出的模型进行了实例计算，检验了模型的理论性，并得出相应的结论。 对于本论