Análisis de estabilidad al pandeo de pilotes extralargos considerando el efecto cíclico de debilitamiento de la arcilla blanda

HE Linlin ,  

FAN Fuxian ,  

LIANG Yue ,  

DENG Shenyi ,  

HE Jingsheng ,  

摘要

Los pilotes extralargos se utilizan ampliamente en la construcción de muelles en alta mar porque pueden adaptarse a las condiciones de bases blandas y profundas. Sin embargo, debido a la mayor longitud del pilote y la longitud libre del mismo en comparación con los pilotes tradicionales, así como a una mayor relación de esbeltez, existe el riesgo de pandeo e inestabilidad. Bajo la acción de cargas cíclicas como olas y corrientes marinas, la arcilla blanda en el lado del pilote experimenta un efecto cíclico de debilitamiento de la resistencia y disminución de la rigidez, lo que aumenta aún más el riesgo de pandeo e inestabilidad de los pilotes extralargos. En este contexto, se desarrolló numéricamente un modelo basado en las reglas de debilitamiento de la resistencia y disminución de la rigidez de la arcilla blanda obtenidas experimentalmente, utilizando la plataforma de desarrollo secundario del software ABAQUS con el subprograma USDFLD y el lenguaje FORTRAN. Los resultados numéricos se compararon con los obtenidos en pruebas de centrífuga para verificar la razonabilidad y confiabilidad del subprograma desarrollado. Luego, se estableció un modelo numérico para pilotes extralargos en bases blandas profundas y se realizó un estudio sobre la estabilidad al pandeo, aclarando la posibilidad de pandeo e inestabilidad, y se investigaron los efectos específicos considerando solo el debilitamiento de la resistencia, solo la disminución de la rigidez y la consideración simultánea de ambos en la estabilidad al pandeo. Los resultados muestran que la carga crítica de pandeo disminuyó en un 3,5 %, 7,9 % y 11,0 %, respectivamente, y el esfuerzo cortante máximo en el pilote al momento de la inestabilidad disminuyó en un 3,6 %, 17,1 % y 22,1 %, respectivamente, lo que indica que el efecto cíclico de debilitamiento de la arcilla blanda aumenta significativamente el riesgo de falla por pandeo de los pilotes extralargos. Los resultados de la investigación pueden servir como referencia para estudios de problemas de ingeniería similares.

关键词

pilotes extralargos; pandeo e inestabilidad; base blanda en agua profunda; debilitamiento de la resistencia; disminución de la rigidez

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