تحلیل تحکیم همبسته برهم کنش های بین لوله-خاک
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.
مقدمه
زمانی که مخازن نفت و گاز فراساحلی در اعماق آب مورد بهره برداری قرار می گیرند، در هر میدان، خطوط لوله طولانی مورد نیاز است و اغلب برای انتقال هیدروکربن ها به ساحل استفاده می شوند. در آب کم عمق، جایی که بارگذاری هیدرودینامیکی دشوار است، گاهی خطوط لوله با روش های تثبیت و تحکیم در یک گودال، مدفون یا حفظ می شوند. در آب عمیق تر، روش دفن لوله( لوله گذاری) از نظر اقتصادی به صرفه نیست. خطوط لوله ساحلی ژرفاب، فوراً به درون بستر دریا قرار داده می شوند. درجه حرارت و فشار عملیاتی بالا باعث کرنش های محوری زیاد در لوله شده و مقاومت محوری بین لوله و خاک را افزایش می دهد. نیروهای محوری فشاری حاصله در لوله ممکن است توسط کمانش جانبی لوله در مکان های طراحی شده، جایی که لوله به صورت عرضی چندین بار قطرش را می تواند تغییر دهد، کاهش یابد (Bruton et al. 2008).
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.
Introduction
When offshore oil and gas reserves are exploited in deep-water, long pipelines are required within each field and are often used to transport the hydrocarbons to shore. In shallow water, where hydrodynamic loading is severe, pipelines are sometimes buried in a trench or secured with alternative stabilization measures. In deeper water, the option of burying the pipe is uneconomical. Deep-water offshore pipelines are laid directly onto the seabed. High operating temperature and pressure result in high axial strains in the pipe, mobilizing axial resistance between the pipe and the soil. Resulting compressive axial forces in the pipe may be relieved by lateral buckling of the pipe at designed locations, where the pipe can move several times its diameter laterally (Bruton et al. 2008).
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
Abstract
Introduction
Numerical methodology
Model description
Soil parameters
Effect of loading rate on penetration resistance
Consolidation settlement
Pore water pressure dissipation time history
Lateral breakout resistance
Background
Unconsolidated undrained yield envelopes
Consolidated undrained yield envelopes
Fitted functions for yield envelopes
Concluding remarks
- 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