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摘要
【目的】在桶型基础的安装过程中，施加的负压不仅会给桶基提供向下的驱动力，与此同时负压还会使沉贯的过程中产生由外而内的渗流场，外部海水自桶外绕过端部之后向桶内渗流。为了探究和评估在该渗流场的作用下，周围土壤的有效应力发生的变化，以及对桶基内外壁的摩擦力及端部承载力变化的影响，对均质海床和成层海床的沉贯阻力展开研究。【方法】本文使用有限元软件COMSOL Multiphysics，采用数值模拟的方法，分别建立饱和砂土、黏土以及成层土桶型基础沉贯安装过程中的二维轴对称模型，探究评估在渗流场作用下沉贯阻力的变化情况。【结果】结果显示：渗流场对桶型基础在砂土海床中的沉贯产生了明显的减阻效应，施加负压后沉贯总阻力降低超30%，而对黏土海床的影响较小，均质海床中的渗流场分布具有相似的特性。对于上砂下黏海床，由于黏土层对渗流的抑制，导致沉贯阻力较均质砂土增大20%，上黏下砂海床由于黏土层对负压的削弱，导致沉贯阻力较均值黏土增大36%【结论】结果表明：施加的负压一方面为桶基提供了竖向力，另一方面减小了沉贯阻力。而成层海床情况比单一砂土、黏土海床更加复杂，在土壤条件分界处各渗流要素发生突变，较易引起桶基内部土壤的破坏。本文通过均质砂质海床、黏土海床以及层状土壤条件海床的有限元分析，深入研究桶型基础负压沉贯引起的沉贯阻力及渗流场的变化情况，以此来对现场安装施工提供更加方便以及有效的理论性指导。
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单位中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 建筑工程学院; 浙江大学
