آنالیز تحکیم همبسته برهم کنش های لوله-خاک

Coupled consolidation analysis of pipe–soil interactions

مجله NRCresearchpress

سال ۲۰۱۳

چکیده

انجام پروژه فعلی برای برهم کنش لوله-بستر دریا در خاک های نرم، بر اساس فرضیه رفتار زهکشی نشده در سرتاسر عملیات لوله گذاری و مراحل بعد از آن است. در واقع، زهکشی و تحکیم اطراف ی لوله تعبیه شده به صورت ناقص، می تواند تأثیر چشم گیری روی مقاومت نفوذ قائم و مقاومت در برابر حرکت جانبیافقی داشته باشد. در این مقاله، روش تغییر شکل بزرگ با اجزاء محدود، همراه با مدل خاک پلاستیسیته “کم کلی اصلاح شده” برای مطالعه رفتار تحکیم همبسته ی خاک، اطراف خطوط لوله جایگذاری شده جزیی در بستر دریا ، توسعه یافته است. شبیه سازی های نفوذ نشان می دهد که بعد از لوله گذاری، تحکیم بعدی منجر به فرونشینی بیش تر لوله می شود که مقدار آن بستگی به سطح زهکشی ای دارد که در طول لوله گذاری رخ داده است. هم چنین، اگر لوله گذاری تحت شرایط زهکشی نشده صورت گیرد، زمان انتظار بین لوله گذاری و بهره برداری، اجازه می دهد تا خاک اطراف لوله تحت وزن خود لوله تحکیم یابد. فرایند تحکیم باعث افزایش مقاومت خاک می شود. بنابراین، مقاومت در برابر حرکت جانبیجانبی و جهت حرکت لوله در هنگام حرکت جانبی، به مقاومت خاک تحکیم یافته اطراف لوله علاوه بر بار اعمال شده بستگی دارد. پوشش های بارگذاری ترکیبی قائم-جانبی ظرفیت کاملا متفاوتی از بار های ترکیبی پیش بینی شده با فرض رفتار زهکشی نشده در تمام طول آزمایش ایجاد می کند.

Abstract

Current design practice for pipe–seabed interaction in soft soils is generally based on the assumption of undrained behaviour throughout laying and subsequent operation. In reality, drainage and consolidation around a partially embedded pipe can have a marked effect on the vertical penetration and horizontal breakout resistance. In this paper, a large-deformation finite element methodology coupled with the “modified Cam clay” plasticity soil model has been developed to study the coupled consolidation behaviour of soil around partially embedded seabed pipelines. Simulations of penetration show that after laying, subsequent consolidation leads to further embedment by an amount dependent on the level of drainage that occurred during laying. Also, if the pipe is embedded under undrained conditions, the waiting period between laying and operation allows the soil around the pipe to consolidate under the pipe self-weight. The consolidation process results in an increase in the strength of the soil. The lateral breakout resistance and the direction of pipe movement on breakout thus depend on the consolidated strength of the soil around the pipe, as well as the applied loading. The envelopes of vertical–lateral combined loading bearing capacity differ markedly from those predicted assuming undrained behaviour throughout.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد