[发明专利]一种海洋导管架吸力基础尺寸计算方法

说明书

本申请实施例公开了一种海洋导管架吸力基础尺寸计算方法。属于海洋工程基础结构技术领域。获取海洋导管架吸力基础对应的基础参数、土体参数以及承载力设计值；基于所述基础参数、土体参数以及承载力设计值，构建海洋导管架吸力基础尺寸方程组；基于所述海洋导管架吸力基础尺寸方程组，确定出所述海洋导管架吸力基础对应的第一基础尺寸，以基于所述第一基础尺寸进行沉贯特性验证、抗压承载力验证以及抗拔承载力验证；基于验证结果，确定出所述海洋导管架吸力基础对应的数据，以基于所述数据构建所述海洋导管架吸力基础。通过上述方法降低海洋导管架吸力基础的设计时间与成本。

技术领域

本申请涉及海洋工程基础结构技术领域，尤其涉及一种海洋导管架吸力基础尺寸计算方法。

背景技术

随着世界各国开始重视起对环境的保护，着手改变自身的经济发展模式与资源利用形式，海上风电作为一种资源总量大、可持续利用、绿色清洁的新能源正在被世界各国开发利用。

海洋导管架吸力基础作为一种比较前沿的海上结构物基础，广泛应用于海上油气平台和海上风电。导管架吸力基础由上部导管架和下部多桶基础组成，下部多桶基础由上顶面封闭，下底面开口的多个柱形单桶基础组成。导管架吸力基础相比于传统的重力式基础和钢管桩基础具有施工周期短、成本低、运输和安装便捷的优点。

现有导管架吸力基础下部的多桶基础，其在服役阶段的受力以压、拔为主，且所受压力大于所受拔力。现有设计方法都是根据抗压、抗拔承载力设计值，假定一种基础尺寸进行抗压、抗拔承载力验证，最终满足抗压、抗拔承载力要求的基础尺寸是经过多次迭代计算确定的。确定基础尺寸的过程不仅需要多次迭代，耗时较长，且确定的基础尺寸不是最优尺寸，用钢量较大，耗费成本高。

发明内容

本申请实施例提供了一种海洋导管架吸力基础尺寸计算方法，用于解决如下技术问题：现有确定海洋导管架吸力基础尺寸的过程不仅需要多次迭代，耗时较长，且确定的基础尺寸不是最优尺寸，用钢量较大，耗费成本高。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请实施例提供一种海洋导管架吸力基础尺寸计算方法。包括，获取海洋导管架吸力基础对应的基础参数、土体参数以及承载力设计值；其中，基础参数包括海洋导管架吸力基础对应的顶盖厚度、侧壁厚度以及重度；土体参数包括海洋导管架吸力基础对应的有效单位重度、内摩擦角、基础-土体摩擦角以及临界水力坡降；承载力设计值包括抗压承载力设计值与抗拔承载力设计值；基于基础参数、土体参数以及承载力设计值，构建海洋导管架吸力基础尺寸方程组；基于海洋导管架吸力基础尺寸方程组，确定出海洋导管架吸力基础对应的第一基础尺寸，以基于第一基础尺寸进行沉贯特性验证、抗压承载力验证以及抗拔承载力验证；基于验证结果，确定出洋导管架吸力基础对应的数据，以基于数据构建海洋导管架吸力基础。

本申请实施例通过承载和沉贯公式，解出海洋导管架吸力基础的最优尺寸。该方法降低了迭代计算工作量，耗时短，缩短了计算成本。其次，本申请实施例基于基础尺寸进行沉贯特性验证、抗压承载力验证以及抗拔承载力验证，基于验证结果，确定出海洋导管架吸力基础对应的数据，从而实现了沉贯和承载的整体性分析。且本申请实施例中的基础尺寸小、基础建造成本低，所需参数均为地勘报告中常给参数，能直接用于计算，工程适用性强。

在本申请的一种实现方式中，基于基础参数、土体参数以及承载力设计值，构建海洋导管架吸力基础尺寸方程组，具体包括：基于土体参数，确定出相应的承载力系数和水平侧压力系数；基于抗压承载力设计值、抗拔承载力设计值、承载力系数、水平侧压力系数、预置完全排水条件下的抗压承载力计算公式以及预置完全排水条件下的抗拔承载力计算公式，构建海洋导管架吸力基础尺寸方程组。