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摘要
吸力桩基础的承载涉及桩-土耦合作用，其承载模式与桩径和入土深度密切相关，是目前海洋岩土工程研究的热点。针对水下生产系统吸力桩基础的受荷载特点，研发了室内双向加载试验装备与测试系统，设计了1∶20的吸力桩模型，采用模型试验方法测定了吸力桩基础的竖向、水平承载力曲线及V-H复合承载力包络线。试验结果论证了双向加荷试验系统得到吸力桩基础承载力包络线的有效性，揭示了吸力桩基础的单向和复合承载模式。为分析吸力桩基础承载性能的影响因素，建立了吸力桩基础的数值模型，利用模型试验结果对数值模拟计算结果的可靠性进行了验证；采用验证后的数值模型研究了吸力桩基础长径比、土体抗剪切强度不均匀性和桩-土开脱等因素对吸力桩基础承载性能的影响。结果表明：吸力桩基础的承载特性受基础长径比和土体抗剪切强度不均匀性的影响显著；桩后桩-土张拉裂缝的产生会降低基础的承载性能，但对归一化的承载力包络线形状基本没有影响。本研究为水下生产系统吸力桩基础设计研究提供了参考。
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单位中海油研究总院有限责任公司; 海洋石油工程股份有限公司; 水利工程仿真与安全国家重点实验室; 天津大学
