دانلود ترجمه مقاله تجزیه و تحلیل تلفیقی همبستگی متقابل لوله – خاک – 2013

تجزیه و تحلیل تلفیقی همبستگی متقابل لوله – خاک

Coupled consolidation analysis of pipe–soil interactions

چکیده

مقدمه

روش عددی

شرح مدل

پارامترهای خاک

تأثیر نرخ بارگذاری روی مقاومت نفوذ

نشست تحکیمی

تاریخچه زمانی اتلاف فشار آب منفذی

مقاومت در برابر حرکت جانبیجانبی

مقدمه

منحنی های پوش تسلیم تحکیم نیافته زهکشی نشده

منحنی های پوش تسلیم تحکیم یافته زهکشی نشده

نتیجه گیری

چکیده

انجام پروژه فعلی برای برهم کنش لوله-بستر دریا در خاک های نرم، بر اساس فرضیه رفتار زهکشی نشده در سرتاسر عملیات لوله گذاری و مراحل بعد از آن است. در واقع، زهکشی و تحکیم اطراف ی لوله تعبیه شده به صورت ناقص، می تواند تأثیر چشم گیری روی مقاومت نفوذ قائم و مقاومت در برابر حرکت جانبیافقی داشته باشد. در این مقاله، روش تغییر شکل بزرگ با اجزاء محدود، همراه با مدل خاک پلاستیسیته “کم کلی اصلاح شده” برای مطالعه رفتار تحکیم همبسته ی خاک، اطراف خطوط لوله جایگذاری شده جزیی در بستر دریا ، توسعه یافته است. شبیه سازی های نفوذ نشان می دهد که بعد از لوله گذاری، تحکیم بعدی منجر به فرونشینی بیش تر لوله می شود که مقدار آن بستگی به سطح زهکشی ای دارد که در طول لوله گذاری رخ داده است. هم چنین، اگر لوله گذاری تحت شرایط زهکشی نشده صورت گیرد، زمان انتظار بین لوله گذاری و بهره برداری، اجازه می دهد تا خاک اطراف لوله تحت وزن خود لوله تحکیم یابد. فرایند تحکیم باعث افزایش مقاومت خاک می شود. بنابراین، مقاومت در برابر حرکت جانبیجانبی و جهت حرکت لوله در هنگام حرکت جانبی، به مقاومت خاک تحکیم یافته اطراف لوله علاوه بر بار اعمال شده بستگی دارد. پوشش های بارگذاری ترکیبی قائم-جانبی ظرفیت کاملا متفاوتی از بار های ترکیبی پیش بینی شده با فرض رفتار زهکشی نشده در تمام طول آزمایش ایجاد می کند.

نتیجه گیری

تحکیم خاک، اطراف خطوط لوله ژرفاب، به نظر پدیده مهمی برای پیش بینی صحیح برهم کنش های لوله-خاک است. روش تغییر شکل بزرگ اجزاء محدود (LDFE) ترکیب شده با مدل کم کلی اصلاح شده (MCC) خاک خمیرسان برای این مطالعه جهت کشف رفتار تحکیم همبسته زیر خط لوله هایی جایگذاری شده به صورت جزیی توسعه یافت. مقاومت نفوذ در طی جایگذاری لوله ها به صورت مدفون، به نرخ نفوذ، به طور قابل ملاحظه ای به سرعت نفوذ بستگی دارد به طوری که با افزایش درجه تحکیم در طی نفوذ، مقاومت افزایش می یابد. نتایج برای فصل مشترک لوله-خاک در هر دو لوله های هموار و ناهموار برای جایگذاری طبیعی، w/D، از 1.0 تا 5.0 نشان داده شد. بیش از 72% افزایش در مقاومت از شرایط کاملاً زهکشی نشده به کاملاً زهکشی شده مشاهده شد. منحنی های استقامت، یعنی مقاومت نفوذ در برابر سرعت های بی بعد برای لوله های هموار و ناهموار نیز نشان داده شد. از این منحنی ها شرایط کاملاً زهکشی شده متعلق به vD/cv = 0.1 یا پایین تر، در حالی-که شرایط زهکشی نشده متعلق به vD/cv = 100 یا بیش تر است. منحنی های استقامت بر حسب معادلات هذلولی ساده متناسب با نتایج LDFE نشان داده شد.

Abstract

Current design practice for pipe–seabed interaction in soft soils is generally based on the assumption of undrained behaviour throughout laying and subsequent operation. In reality, drainage and consolidation around a partially embedded pipe can have a marked effect on the vertical penetration and horizontal breakout resistance. In this paper, a large-deformation finite element methodology coupled with the “modified Cam clay” plasticity soil model has been developed to study the coupled consolidation behaviour of soil around partially embedded seabed pipelines. Simulations of penetration show that after laying, subsequent consolidation leads to further embedment by an amount dependent on the level of drainage that occurred during laying. Also, if the pipe is embedded under undrained conditions, the waiting period between laying and operation allows the soil around the pipe to consolidate under the pipe self-weight. The consolidation process results in an increase in the strength of the soil. The lateral breakout resistance and the direction of pipe movement on breakout thus depend on the consolidated strength of the soil around the pipe, as well as the applied loading. The envelopes of vertical–lateral combined loading bearing capacity differ markedly from those predicted assuming undrained behaviour throughout.

Concluding remarks

The consolidation of soil around deep-water pipelines is an important phenomenon to consider for correct prediction of pipe– soil interactions. A large deformation finite element (LDFE) methodology combined with the modified Cam clay (MCC) plasticity soil model was developed for this study to explore the coupled consolidation behaviour beneath partially embedded seabed pipelines. The penetration resistance during embedment of the as-laid pipes depends markedly on the rate of penetration, with the resistance increasing with the degree of consolidation during penetration. Results have been presented for both smooth and rough pipe–soil interfaces for normalized embedment, w/D, from 0.1 to 0.5. Up to 72% increase in resistance was observed from fully undrained to fully drained conditions. Backbone curves, i.e., penetration resistance versus nondimensional velocities for smooth and rough pipes, have also been presented. From these curves, fully drained conditions pertain for vD/cv = 0.1 or lower, while undrained conditions pertain for vD/cv = 100 or higher. The backbone curves are presented in terms of simple hyperbolic equations fitted to the LDFE results

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تجزیه و تحلیل تلفیقی همبستگی متقابل لوله – خاک

Coupled consolidation analysis of pipe–soil interactions