Three dimensional finite element modeling for the spudcan penetration into clayey seabed
Açık deniz petrol platform temellerinin killi zeminlere penetrasyonunun 3 boyutlu sonlu elemanlar modeli
- Tez No: 418333
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. NEJAN HUVAJ SARIHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde jack-up tipi açık deniz petrol platform temellerinin (spudcan) üniform killi deniz tabanına penetrasyonu 3 boyutlu sonlu elemanlar modeli (Abaqus 6.14) ile Bağlı Euler – Lagranj Metodu kullanılarak çalışılmıştır. Kılavuzlarda bazı analitik metodlar yer alsa da, bu temellerin taşıma kapasiteleri, metodların kullandığı bazı basitleştirmeler nedeniyle sık sık olduğundan az ya da çok tahmin edilmektedir. Bu çalışmada kullanılan spudcan geometrisi ve zemin özellikleri için, 3 boyutlu sonlu elemanlar metodu analiz sonuçları göz önüne alındığında, hedeflenen taşıma kapasiteleri için gerekli olan penetrasyon derinlikleri 2 ile 4 metre aralığında azaltılabilinir. Ayrıca 3 boyutlu sonlu elemanlar metodu analizlerinde penetrasyon derinliğine bağlı spudcan taşıma kapasitesi artış oranı, InSafeJIP metodlarına oranla daha fazladır ve bu da önemli tasarruflar ile sonuçlanabilir, fakat bu sonuç yalnızca bu çalışmadaki spudcan geometrisi ve zemin özellikleri için geçerlidir. Spudcan penetrasyon direncini etkileyen faktörler için sistematik parametrik çalışmalar yapılmıştır. Bu parametreler temelin çapı (7.5 ile 15 m arası), temel koniklik açısı (90 ile 150 derece arası), spudcan yüzey pürüzlülük katsayısı (0 ile 1. arası), kilin drenajsız kesme dayanımı (20 ile 80 kPa arası), spudcan penetrasyon derinliği (3 ile 20 m arası), ve iki komşu spudcan arasındaki uzaklıktır (uzaklık/çap oranı 1.5 ile 3.0 arası). Bu sonuçlara bağlı olarak, temel büyüklükleri, koniklik açıları gibi parametreler farklı durumlar için gerekli penetrasyon direncini sağlamak ve derinliğini azaltmak için seçilebilir. Bu çalışma ile yukarıda bahsedilen faktörler ve penetrasyon direnci arasındaki ilişkiyi anlamak, bu tip temellerin güvenli ve ekonomik dizayn ve başarılı uygulama süreçlerini arttırma konusunda önemli bir adım olabilir. Ancak, unutulmamalıdır ki, kilit nokta zemin profili ve malzeme özellikleri hakkında kapsamlı ve doğru bilgiye sahip olmaktır.
Özet (Çeviri)
The penetration of the foundation for“jack-up rig”type offshore oil platform (spudcan) into a uniform clayey seabed is studied with three dimensional finite element modeling (Abaqus 6.14) using Coupled Eulerian Lagrangian method. Although there exists some analytical methods (InSafeJIP etc.) for the calculation of the spudcan bearing capacity, they frequently underestimate or overestimate the bearing capacity due to simplifications involved. For the spudcan geometry and soil properties used in this study, based on the 3D FEM analyses, the required penetration depth for a target bearing capacity of spudcans can be reduced by 2 to 4 m. Rate of increase of the bearing capacity with depth is larger in 3D FEM analyses as compared to InSafeJIP method, which may also result in significant savings, however this finding is limited for the spudcan geometry and soil properties used in this study. A systematic parametric study is conducted for the variables that affect the spudcan penetration resistance. These parameters were spudcan diameter (7.5 to 15 m), spudcan cone angle (90 to 150 degrees), roughness of spudcan surface (roughness coefficient of 0 to 1.0), undrained shear strength of clay (20 to 80 kPa), spudcan penetration depths (3 to 20 m), and the spacing between two adjacent spudcans (spacing/diameter ratio of 1.5 to 3.0). Based on these results, spudcan size, cone tip angle etc. can be selected, for each case, to provide required penetration resistance and/or to reduce the required penetration depth. Understanding the relations between the factors and penetration resistance based on this study, may provide a significant step in enhancing the safe and economical design and successful penetration operation of spudcans. However, it should not be forgotten that, the key is to have extensive and correct information and interpretation about the subsoil profile and material properties.
Benzer Tezler
- Three dimensional finite element modeling for the laterally loaded passive pile behavior
Üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemiyle yanal yüklü pasif kazık davranışının modellenmesi
ANIL EKİCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NEJAN HUVAJ SARIHAN
- A comparison of two-dimensional and three-dimensional finite element analysis for settlement behavior of piled raft foundations
Kazıklı radye temellerin oturma davranışlarının 2 boyutlu ve 3 boyutlu sonlu elemanlar analizleri ile karşılaştırılması
VOLKAN KALTAKCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. M. YENER ÖZKAN
- Sonlu farklar ve sonlu elemanlar melez düz çözümü ile MT verilerinin hızlı 3B ters çözümü
Fast three dimensional inversion of Magnetotelluric data based on finite difference and finite element hybrid forward modeling
DENİZ VARILSÜHA
Doktora
Türkçe
2019
Jeofizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EMİN CANDANSAYAR
- Topografya etkisi içeren dipol-dipol özdirenç verilerinin iki-boyutlu sonlu elemanlar modellemesi, ters çözümü ve uygulamaları
Two-dimensional finite element modeling and inversion of the dipole-dipole resistivity data including the effect of topography
SEDAT YILMAZ
Doktora
Türkçe
2005
Jeofizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. NART COŞKUN
- Farklı darbe yükleri etkisindeki üç boyutlu insan kafasının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
The investigation of a three dimensional human head under the effect of different impact loading by finite element method
HİLMİ ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN SOFUOĞLU