برآورد مقاومت نهايي سكوهاي دريايي با استفاده از تحليل بارافزون ديناميكي تحت بارگذاري امواج

دريافت درجه دكتري در رشته

چكيده: كشور ما با دارا بودن منابع عظيم نفت و گاز همواره با مسائل مربوط به بهره برداري از ميادين جديد و يا توسعه ميادين موجود روبرو بوده است. در اين ميان بهره برداري از ذخاير نفت و گاز موجود در فلات قاره از جايگاه ويژه اي برخوردار بوده و در همين راستا ضرورت ساخت و بهره برداري از سكو هاي جديد دريايي مطرح مي شود. از طرف ديگر شرايط خاص محيطي، عدم نگهداري مناسب از سكوها در طول بهره برداري و اتمام عمر مفيد بخش عمده اي از سكوهاي موجود نياز جدي به بررسي ظرفيت واقعي سكوهاي موجود در كشور ما را در آينده نزديك مطرح مي سازد. به طور كلي رفتار غير خطي و غير الاستيك سكوهاي دريايي فولادي مهاربندي شده تحت اثر نيروهاي جانبي بزرگ (همانند آنچه در مورد بار امواج با دوره بازگشت هاي بزرگ رخ مي دهد) به طور عمده ناشي از رفتار غيرخطي مهاربندي ها و رفتار غير خطي شمع ها در داخل خاك مي باشد. در اين رساله تلاش گرديده است تا با ارائه الگوي مناسب براي مدلسازي سكو كه در برگيرنده رفتار غير خطي عناصر سازه اي و اندركنش خاك-شمع-سازه باشد، ارزيابي هرچه دقيقتر اين سازه ها محقق گردد. يك سكوي ثابت فلزي، مجموعه اي متشكل از اعضاي مختلف سازه اي نظير شمع ها، جاكت و عرشه با عملكرد متفاوت در برابر بار جانبي مي باشد. همچنين عملكرد متقابل خاك، شمع ها و جاكت بر يكديگر بر پيچيدگي هاي عملكرد غيرخطي كل مجموعه سكو در برابر بار جانبي خواهد افزود. در اين راستا مدل عددي جامع، ساده شده وكاربردي مناسبي براي در نظر گرفتن شرايط اندركنش خاك-شمع-سازه ارائه گرديده و با استفاده از آن رفتار جانبي غيرخطي يك نمونه سكوي دو بعدي مورد ارزيابي قرار گرفته است. همچنين با استفاده از مدل پيشنهادي براي اندركنش خاك-شمع-سازه، رفتار جانبي فونداسيون شمع در شرايط بارگذاري يكسويه و تناوبي به طور مفصل براي قطرهاي مختلف شمع بررسي گرديده است. از جمله دستاوردها و نوآوري هاي مهم اين رساله مي توان به همين موضوع يعني ارائه يك مدل جامع براي در نظر گرفتن اثرات اندركنش خاك-شمع-سازه در نرم¬افزار تحليلي غيرخطي ABAQUS اشاره نمود كه در اين مدل پارامترهاي مختلف خاك شامل رفتار الاستوپلاستيك خاك، پديده بازشدگي در خاكهاي چسبنده، نيروي اصطكاك جداره شمع در فضاي گپ، فروريزش در خاكهاي دانه اي و كاهش مقاومت خاك در شرايط بارگذاري تناوبي در نظر گرفته شده است. با توجه به رفتار ديناميكي بارهاي محيطي (موج، جريان و باد) با ارائه مدل بارگذاري ساده سازي شده در شرايط طوفاني امواج در نرم¬افزار غير خطي USFOS، مقاومت نهايي يك نمونه سكوي ثابت فلزي با استفاده از تحليل بارافزون ديناميكي و استاتيكي مورد ارزيابي قرار گرفته است. همچنين با استفاده از مدل پيشنهادي براي اندركنش خاك-شمع-سازه ظرفيت نهايي سكوي نمونه دوبعدي در شرايط بارگذاري استاتيكي و تناوبي بررسي شده است. كلمات كليدي: سكوهاي دريايي، اندركنش خاك-شمع-سازه، تحليل بارافزون ديناميكي، ظرفيت نهايي، بارگذاري محيطي امواج

182577

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مهرداد كيميايي

مهندسي عمران گرايش مهندسي زلزله

دكتر محسنعلي شايانفر- دكتر مصطفي خانزادي