深水锚安装、承载及运动特性的大变形有限元研究

前言

第1章 绪论
1．1 系泊系统
1．2 系泊／安装缆绳
1．2．1 反悬链特性
1．2．2 三维构形
1．3 锚固结构
1．3．1 桩锚
1．3．2 拖曳锚
1．3．3 重力贯入锚

第2章 大变形有限元分析方法
2．1 任意的拉格朗日-欧拉（ALE）法
2．2 基于小变形模型的网格重划分和插值（RITSS）法
2．3 耦合的欧拉-拉格朗日（CEL）法
2．4 RITSS法与CEL法的对比分析
2．4．1 算例
2．4．2 RITSS法的实现
2．4．3 CEL法的实现
2．4．4 结果分析
2．4．5 土体流动机制
2．4．6 小结与讨论

第3章 系泊／安装缆绳在海床中的输力和变形规律
3．1 缆绳模拟技术及模型考察
3．1．1 缆绳的模拟及建模
3．1．2 网格密度和拖曳速度的影响
3．2 嵌入缆反悬链特性的验证和研究
3．2．1 系缆点处系缆力的验证
3．2．2 嵌入缆反悬链形态的验证
3．2．3 嵌入点处缆绳张力的验证
3．3 参数考察与分析
3．3．1 摩擦系数的影响
3．3．2 初始下嵌深度的影响
3．3．3 土体容重的影响
3．4 锚固结构运动过程中嵌入缆的变形及输力规律
3．4．1 数值模型及计算结果
3．4．2 初始系泊角的影响
3．4．3 土体应变率及应变软化的影响
3．5 嵌入缆的三维构形模拟

第4章 桩锚在海床中的承载特性及破坏模式
4．1 数值模型及验证
4．1．1 数值模型
4．1．2 模型验证
4．1．3 荷载作用方向和长径比的影响
4．2 理论模型
4．2．1 桩锚的力学模型
4．2．2 破坏方向及承载力的求解
4．2．3 *佳系缆点的求解
4．3 大变形有限元模型与理论模型的对比分析
4．3．1 *佳系缆点
4．3．2 破坏模式及承载力
4．3．3 *佳系缆点与桩顶处承载力对比

第5章 拖曳锚在海床中的运动特性和嵌入机理
5．1 数值建模及考察
5．1．1 数值模型
5．1．2 网格密度、土体尺寸和拖曳速度的影响
5．1．3 对比考察
5．2 锚板截面形状对锚的运动特性和嵌入机理的影响
5．2．1 对运动方向的影响
5．2．2 对拖曳角的影响
5．2．3 对系缆点处拖曳力的影响
5．2．4 对运动轨迹的影响
5．3 拖曳锚安装过程中土体的流动机制
5．4 极限嵌入深度的经验表达式

第6章 拖曳效应对拖曳锚运动特性和嵌入机理的影响
6．1 数值建模及工况设计
6．2 拖曳速度的影响
6．2．1 拖曳速度对锚嵌入行为的影响
6．2．2 拖曳力与拖曳速度之间的关系
6．3 安装缆绳直径的影响
6．4 拖曳角的影响
6．5 安装缆绳长度的影响
6．5．1 对拖曳锚嵌入行为的影响
6．5．2 极限嵌入深度
6．5．3 临界缆长
6．6 土体强度的影响

第7章 重力贯入锚在海床中的安装特性和贯入机理
7．1 数值模型及验证
7．1．1 数值模型
7．1．2 模型验证
7．2 数值结果分析
7．3 修正的能量分析模型

第8章 重力贯入锚在海床中的运动特性
8．1 关键技术的验证
8．1．1 水中缆绳的模拟
8．1．2 旋转行为的验证
8．2 与塑性分析模型对比
8．3 算例分析

第9章 考虑缆绳影响的深水锚运动行为的高效数值分析模型
9．1 将缆绳的影响嵌入CEL法
9．1．1 缆绳方程
9．1．2 子程序VUAMP
9．1．3 计算流程
9．2 标准算例（拖曳锚安装）
9．2．1 控制时间间隔和荷载增量的影响
9．2．2 计算结果对比分析
9．3 吸力嵌入式板锚（SEPLA）旋转调节过程的模拟
9．3．1 控制速度和摩擦系数的影响
9．3．2 与Song等[164]的计算结果对比
9．3．3 与Wei等[147]的计算结果对比
9．4 OMNI-Max锚运动行为的研究
9．4．1 控制速度的影响
9．4．2 参数考察
9．4．3 锚运动过程中土体的流动机制
9．5 锚旋转行为的经验公式

附录A 嵌入缆反悬链形态的数值积分解
参考文献