桩靴贯入与拔出引起的邻近桩附加及残余荷载分析

姬海波; 王建华; 范怡飞

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.007

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桩靴贯入与拔出引起的邻近桩附加及残余荷载分析

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 桩靴贯入与拔出引起的邻近桩附加及残余荷载分析
- Analysis of Additional and Residual Loads of an Adjacent Pile Induced by Spudcan Penetration and Extraction
- 防灾减灾工程学报 2020年40卷第5期页码：732-740
- 作者机构：
  
  1.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072
  2.天津大学岩土工程研究所，天津 300072
- 作者简介：
  
  姬海波（1991-），男，硕士研究生。主要从事海洋土力学方面的研究。Email:646796717@qq.com
  王建华（1955-），男，教授，博导。主要从事土动力学与海洋岩土工程方面的研究。Email: tdwjh@eyou.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51579174)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.007
  中图分类号： TU473
- 收稿：2018-10-05，
  
  修回：2019-01-14，
  
  纸质出版：2020-10-15
- 稿件说明：
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姬海波,王建华,范怡飞.桩靴贯入与拔出引起的邻近桩附加及残余荷载分析[J].防灾减灾工程学报,2020,40(05):732-740.

JI Haibo,WANG Jianhua,FAN Yifei.Analysis of Additional and Residual Loads of an Adjacent Pile Induced by Spudcan Penetration and Extraction[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2020,40(05):732-740.
姬海波,王建华,范怡飞.桩靴贯入与拔出引起的邻近桩附加及残余荷载分析[J].防灾减灾工程学报,2020,40(05):732-740. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.007.

JI Haibo,WANG Jianhua,FAN Yifei.Analysis of Additional and Residual Loads of an Adjacent Pile Induced by Spudcan Penetration and Extraction[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2020,40(05):732-740. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.2020.05.007.

摘要

自升式钻井船桩靴贯入与拔出土层后会导致周围土体发生不可恢复的大变形，从而使邻近平台桩基础受到附加荷载作用。目前，对于钻井船插拔桩引起的附加荷载少有分析，且没有较成熟的计算方法。为此，建议了一种分析钻井船插拔桩附加荷载的方法。该方法首先通过耦合欧拉⁃拉格朗日（CEL）大变形有限元算法计算出桩靴贯入与拔出土层时邻近桩的水平位移；然后依据计算出的桩身水平位移，利用正交函数最小二乘法确定桩身位移分布函数，进而依据主动桩的

―

关系曲线及梁的弯曲理论确定出桩身受到的附加荷载；最后利用非线性地基梁模型，分析附加荷载作用下的桩身内力响应。通过对软粘土中钻井船插拔桩离心模型试验的数值仿真模拟，验证了这种分析附加及残余荷载方法的可行性。

Abstract

Unrecoverable deformation of the surrounding soils will be induced by the jack-up spudcan penetration and extraction in the seabed， leading to additional loads on the adjacent platform piled foundation. At present， there is little research and mature calculation method of the additional loads induced by spudcan penetration and extraction. Therefore， in this paper， a method of calculating the additional loads induced by spudcan penetration and extraction is established. First， the lateral deflection of adjacent pile is obtained using the Coupled Euler-Lagrange （CEL） finite element method when spudcan penetration and extraction from stratum， Then， according to the pile deflection distributions along the shaft extracted from the numerical model， the function of the pile deflection distribution is obtained by the means of least square method of orthogonal functions. Furthermore， the additional loads is determined through the

―

relation curve of the active pile and the beam bending theory. Finally， the pile response along the shaft is calculated by applying additional loads on the non-linear foundation beam model. The feasibility of the proposed method to analyze the additional and residual loads is verified by numerical simulation of a centrifuge model test of spudcan penetration and extraction in soft clay.

关键词

Keywords

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