吸力式贯入板锚的沉贯机理及承载力特性研究

深海石油开采已成为国际石油工业的一个重要前沿阵地，适用于深水的新型系泊技术的研究成为热点。吸力式贯入板锚(SEPLA)作为一种新型锚固基础型式，兼具了吸力锚和法向承力锚的优点，其定位精确、造价低廉、便于操作并可承受较大竖向张拉荷载，适用于深水所主要采用的张紧或半张紧式系泊系统。对于吸力式贯入板锚的研究国内外都尚处于起步阶段，很多问题亟待解决。本项目拟分别通过理论研究，数值分析和模型试验等手段分析吸力式贯入板锚的安装沉贯机制，研究预张过程的板锚贯入深度的损失及相应的张力控制措施，探讨安装过程中板锚周围土体的扰动及固结特性，分析循环荷载作用下板锚的承载力特性与失效机理，建立吸力式贯入板锚从吸力安装到服役状态的全过程分析体系，为我国深水系泊理论的发展提出建议与对策。

吸力式贯入板锚作为一种新型的锚固基础型式，定位精确、造价低廉、便于操作并可承受较大竖向张拉荷载，是适用于深水系泊所主要采用的张紧或半张紧式系泊系统。对于这种新型的吸力贯入锚的研究，本项目通过理论研究，数值分析和模型试验等手段，首先考虑土体结构性、应力历史以及应变率的影响，提出了循环荷载作用下土体性状的准静力模拟，研制了Tbar贯入土体原位强度测试仪，研究海床土体的静动力性状，为后续的分析提供基础；基于锚土相互作用的研究，建立了锚体——锚泊线——安装船一体的准静力数值模型，将该方法应用到板锚安装过程的分析；考虑其安装预张过程中的大变位问题，利用向量式有限元对海洋板锚基础的锚链进行了运动响应分析，研究土体性状（强度）、船的速度、锚链链长对锚体预张运动及深度损失的影响，最后对循环荷载作用下板锚基础的动力响应和承载力分析做了初步探索研究。