Научное обоснование проектирования гравитационных опорных блоков морских ледостойких платформ и их сопряжения с грунтовым основанием

• Автор: Беллендир, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 284 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Конструктивные решения фундаментных блоков МНГС и особенности их совместной работы с основанием.
1.1. Основные конструкции морских нефтегазопромысловых гидротехнических сооружений и их опорных блоков
1.2. Общая характеристика природных условий арктического и дальневосточного шельфа России.

1.3. Типы конструкций опорных блоков МНГС, рекомендуемых для российского шельфа

1.4. Особенности совместной работы системы фундамент МНГС грунтовое основание.

2. Основные принципы обеспечения надежной и безопасной работы опорных блоков МНГС

2.1. Общие положения.

2.2. Основные критерии при нормировании надежной и безопасной работы МНГС.

2.3. Классификация нагрузок и выбор их сочетаний при расчетах МНГС .

3. Методология выбора нагрузок при расчетах МНГС
3.1. Ледовые нагрузки
3.2. Сейсмические нагрузки.
3.3. Волновые нагрузки и воздействия
3.4. Давление грунта на боковые стенки опорного блока МНГС
4. Методология определения геотехнических параметров грунтов оснований
4.1. Общие положения
4.2 Выбор оптимального объема и состава инженерногеологических изысканий .
4.3 Усовершенствованная методика лабораторных исследований прочности
4.4. Особенности определения деформационных характеристик грунтов
4.5 Исследование характеристик трения на контакте подошвы кессона гравитационной нефтедобывающей платформы с основанием
5. Динамические исследования грунтов
5.1. Общие положения.
5.2. Динамическая прочность и методы ее определения
5.3. Установки и методики лабораторных испытаний.
5.4. Методика обработки и результаты оценки динамической прочности
5.5. Оценка параметров деформируемости при динамических нагрузках
6. Взаимодействие фундаментов МНГС с грунтовым основанием.
6.1. Общие положения.
6.2. Модели грунтов
6.3. Оценка несущей способности оснований при вертикальной и слабонаклонной нагрузке
6.4. Оценка устойчивости платформы к сдвигу при действии внешних горизонтальных сил и моментов.
6.5. Оценка НДС системы платформа основание численными методами
6.6. Расчеты сейсмостойкости по динамической теории
Заключение
Литература


Платформа «Хибберниа» включает четыре основные конструктивные части: фундаментную железобетонную базу; центральный опорный несущий ствол (колонну) в виде вертикального железобетонного цилиндра с 4 дополнительными колоннами наверху; отбойный железобетонный гравитационный блок в виде вертикального цилиндра с ребристой поверхностью; верхнее надводное строение стальной конструкции. Характеристики платформы: масса без верхнего строения - 1,4 млн. Отбойный железобетонный блок имеет в плане вид кольца с зубчатой наружной поверхностью (в виде шестерни). Блок свободно опирается на фундаментную базу и не соединен с другими элементами конструкции платформы. При воздействии айсберга отбойный блок должен смещаться и скользить по верхней поверхности базы. При этом кинетическая энергия движущегося айсберга поглощается работой сил трения в плоскости контакта отбойного блока и фундаментной базы. Рис. Платформы с опорной частью из блоков-гигантов. Конструктивные особенности платформ, возводимых в большинстве районов шельфа с глубинами более м, опре-р деляются, прежде всего, малой несущей способностью грунтов морского дна. Этому условию удовлетворяет гравитационные платформы из стальных и/или железобетонных блоков-гигантов (модулей). Платформа «Моликпак» в составе нефтегазодобывающего комплекса «Витязь» (проект «Сахапин-2») установлена летом г. Охотском море на расстоянии ,5км от северо-восточного побережья острова Сахалин на глубине м (рис. Рис. Платформа была изготовлена в - гг. Сэндвелл Инк. Бофорта. Стальные конструкции кессона и главной палубы были изготовлены в городе Нагоя (Япония) компанией «Ишикавадзима-Харима Хэви Индастриз». Бридж-Шулыдер». Платформа была установлена осенью г. Амаулигак» в море Бофорта. Затем она эксплуатировалась в 4 районах моря Бофорта и с нее было пробурено разведочных и оконтуривающих скважин. Основными конструктивными частями платформы являлись: стальной опорный массив-гигант с размерами в плане на уровне подошвы 1м х 1м, на уровне верхней палубы ,6м х ,6м; надводное палубное строение; песчаное ядро внутри опорного корпуса; песчаная постель. В г. Дэу» (город Окпо, Республика Корея) для ремонта и модернизации с учетом условий шельфа острова Сахалин. Песчаную постель под опорный понтон было решено не отсыпать. Вместо нее на Амурском судостроительном заводе (г. Комсомольск-на-Амуре) была изготовлена подставка массой ООО т из четырех стальных секций длиной по 0,0м. После сборки подставки в единое целое на судоремонтном заводе в городе Большой Камень (Приморский край) она была отбуксирована в Корею и состыкована с опорным блоком. Опорный блок платформы «Моликпак» представляет собой стальную полую восьмиугольную усеченную пирамиду высотой м. На уровне палубы вокруг кессона установлен волновой отражатель. Ледовые и волновые нагрузки воспринимаются наружными поверхностями кессона, и далее через систему ферм передаются на промежуточные и главные вертикальные переборки. Через эти перегородки нагрузки затем передаются на внутреннее песчаное ядро. Стальная полая призменная конструкция подставки имеет восьмиугольную форму в горизонтальном сечении с наружным диаметром описанной окружности 0,8м и высотой м. Внутреннее пространство подставки разделено на главных балластных отсеков, каждый из которых имеет большое количество негерметичных переборок. Ядро системы «опорный блок-подставка» заполнено песчано-гравийной смесью с помощью буксируемого гидравлического землесосного снаряда с разгрузочной воронкой. Защита дна от размыва выполнена путем отсыпки берм из несортированного камня. Установка платформы на Пильтун-Астохском месторождении произошла в сентябре г. В рамках этого проекта автор был руководителем выполняемых ВНИИГом работ по обоснованию надежности и безопасности платформы и непосредственно участвовал в составлении расчетных схем (грунтового основания, опорного блока, его заполнения балластом и взаимодействия сооружения с грунтовым основанием), в определении расчетных нагрузок на сооружение и основание, в рсшепии проблем, касающихся заполнения ядра опорного блока и в оценке возможности разжижения песчаных грунтов основания и грунта - заполнителя.