پارامتریک بر اثرات زاویه میل شمع بر پاسخ شمع مایل در سکوی دریایی پوشش دار
چکیده
سکوهای دریاییِ نوع پوشش دار توسط شمع های مایل طولانی به بستر دریا منتهی می شوند. در این مقاله، نتایج مورد تائید از آنالیزهای اِلِمان محدود در مقابل داده های تجربی برای مطالعه ی اثرات زاویه ی میل شمع و تعامل آن با خواص هندسی شمع و مشخصه های ژئوتکنیکی خاک اطراف بر رفتار شمع های مایل نگه دارنده ی سکوهای پوشش دار، مورد استفاده قرار میگیرند. نتایج نشان می دهد که زاویه ی میل، یکی از پارامترهای موثر بر رفتار شمع فرا ساحلی [بر بستر دریا] است. ما اثر زاویه میل بر حداکثر استرس فون میسز، حداکثر کشش الاستیکی فون میسز، حداکثر مجموع بردار جابجایی، حداکثر جابجایی در جهت عمودی و افقی را بررسی می کنیم. به نظر می رسد که شمع از نظر عملی دارای درجه مطلوبی از شیب، در حدود 5 درجه باشد. ناپایداری در خاک اطراف (حیطه) تحت بارهای اعمال شده، بصورت گسترده در تمام خواص ژئوتکنیکی بیش از این مقدار در نظر گرفته شده است. به نظر می رسد که خاک های چسبنده (منسجم) نتایجی به مراتب بدتر نسبت به خاک های ریز دانه دارند.
1. مقدمه
معمولا سکوهای پوشش دار مورد استفاده در استخراج نفت و گاز، با شمع های طویل به کف دریا نگاه داشته می شوند. صنعت ساخت و ساز دریایی از دهه ی 1940 رونق یافته است (Mao با همکاران، 2015). سکوی جک آپ با ساختار خاص خود، مشخصه های دینامیکیِ واضحی تحت بارهای محیطی پیچیده را در شرایط شدید از خود نشان داد (YU و همکاران،2012). جاکت ها از نظر انعطاف پذیریِ اثبات شده و مقرون به صرفه بودنشان، نقش حیاتی در توسعه و عاملیت صنعت دریایی (فرا ساحلی) دارند . بطور کلی، سکوهای دریایی فولادیِ ثابت از یک عرشه با یک یا چندین سطح تشکیل شده است که در بالای یک جاکت فولادی قرار دارند (FERRANTE و همکاران،1980). جزئیات مهمِ ساختاری که در مدل های غلاف های احاطه-کننده ی شمعِ جاکت قرار می گیرند، شامل مهار بندی جاکت، پایه جاکت، صفحه ی چهارچوب، صفحه ی برشی و غلاف های شمع اند (BAO و FENG، 2011). به منظور تعریف کردن قدرت تحمل (بارپذیری) شمع ها، زاویه های میل آنها نسبت به افق و طول و قطر آنها نیز بررسی شده است. روش عددی به صورت گسترده در صنعت شمع کوبی فراساحلی (دریایی) در طول سه دهه گذشته مورد استفاده قرار گرفته است (Al-obaid، 1986). برای شمع ها، پایه های ثابت سکوهای جاکتی فولادی و تغییرپذیری و حساسیتِ مدل سازیِ نامعین را در برابر پارامترهای پاسخِ لرزه ای [در برابر زمین لرزه] فراهم آورده اند.( EL_DIN و KIM، 2014). طراحی نامناسب پایه ها در برابر چنین بارهایی می تواند منجر به بلایای طبیعی شود (chen و همکاران، 2015).
Abstract
Offshore jacket-type platforms are attached to the seabed by long batter piles. In this paper, results from a finite element analysis, verified against experimental data, are used to study the effect of the pile’s inclination angle, and its interaction with the geometrical properties of the pile and the geotechnical characteristics of the surrounding soil on the behavior of the inclined piles supporting the jacket platforms. Results show that the inclination angle is one of the main parameters affecting the behavior of an offshore pile. We investigated the effect of the inclination angle on the maximum von Mises stress, maximum von Mises elastic strain, maximum displacement vector sum, maximum displacement in the horizontal direction, and maximum displacement in the vertical direction. The pile seems to have an operationally optimal degree of inclination of approximately 5°. By exceeding this value, the instability in the surrounding soil under applied loads grows extensively in all the geotechnical properties considered. Cohesive soils tend to display poorer results compared to grained soils.
1 Introduction
Jacket platforms commonly used for oil and gas extraction are secured to the sea floor with long piles. The offshore structures industry has been flourishing since 1940s (Mao et al., 2015). A jack-up platform, with its particular structure, showed obvious dynamic characteristics under complex environmental loads in extreme conditions (Yu et al., 2012). Jackets play a vital role in the offshore industry in field development and operation, with proven flexibility and cost effectiveness (Korzani and Aghakouchak, 2015). Fixed steel offshore platforms are generally composed of a deck with one or more levels, resting on top of a steel jacket (Ferrante et al., 1980). The major structural details incorporated into models of jacket skirt-pile sleeves include the jacket bracing, jacket leg, yoke plate, shear plate, and pile sleeves (Bao and Feng, 2011). In order to define the bearing capacity of the piles, their angles of inclination to the horizon and their diameter and lengths are generally examined. Numerical methods have been widely used in the offshore piling industry for at least the past three decades (Al-Obaid, 1986). Pile founded fixed steel jacket platforms face uncertain modeling variability and sensitivity to seismic response parameters (El-Din and Kim, 2014). Insufficient design of the foundations against such loads can result in disasters (Chen et al., 2015).
چکیده
1. مقدمه
2. مدلسازی المان محدود
2.1 مدلسازی هندسی
2.2 مشینگ (شبکه بندی)
2.3 خواص مواد
2.4 بارگذاری و آنالیز آن
2.5 صحت سنجی
3. بحث و نتایج
4. نتیجه گیری
Abstract
1 Introduction1
2 Finite element modeling
2.1 Geometrical modeling
2.2 Meshing
2.3 Material properties
2.4 Loading and analysis
2.5 Verification
3 Results and discussion
4 Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه