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背景單樁基礎在巖土工程與海洋工程中應用廣泛，其貫入過程直接影響承載力、沉降以及后期的服役性能。傳統的分析方法通常依賴于靜力學近似或經驗公式，但在高速貫入或復雜土體條件下，這類方法往往難以準確反映真實機理。為此，數值模擬技術逐漸成為研究單樁動力學行為的有力工具。內容本案例介紹一種基于 CEL（Coupled Eulerian–Lagrangian）方法 的單樁貫入模擬思路。

模擬的工程價值和意義：海洋平臺由其承臺和開口鋼管樁群組成，在海上易受風荷載、浪荷載、洋流荷載和地震荷載等隨機荷載的影響，外荷載頻率有可能與結構的自振頻率相近而引發共振效應，使結構發生較大的變形而產生變形和傾覆等危險，故而研究海上平臺的自振頻率具有較高的工程價值。

本文以海上樁的抗水平荷載測驗為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。2. 模型背景該模型為3維模型，為海洋巖土工程中海上樁的抗水平荷載測驗。開口鋼管樁在海洋巖土工程中的應用廣泛，例如海上風機等。該模型模擬開口鋼管樁承臺受水平荷載情況下（例如風荷載），鋼管樁的抗彎性能。鋼管樁材料為鋼材，彈性模量為215GPa,泊松比為0.28。

但由于海上環境異常復雜，樁基礎在設計壽命期限內需經受循環作用達數十萬次的低頻風浪荷載作用，產生的累積變形會造成安裝在樁基礎上的海洋工程結構傾斜，從而影響上部結構的正常服役性能甚至使其失效破壞。因此，開展對水平循環荷載對樁基礎的研究就顯得十分必要。

【iSolver案例分享44】多螺片螺旋樁的抗拔力學性能測試 1. 模型背景 該模型為3維模型，為海洋巖土工程中螺旋錨(或螺旋樁)的抗拔力學性能測試。螺旋錨在海洋巖土工程中的應用具有極大的前景，例如用于錨固海上風機等。 螺旋錨(Helical Pile)材料為鋼材，彈性模量為215GPa,泊松比為0.28。

【iSolver案例分享47】海洋浮式基礎受水平風浪荷載1. 模型背景浮式基礎在深海中應用廣泛(見下圖)，例如被用做深海石油和天然氣的開采平臺。近幾年，海上浮式平臺被用作風機基礎也越來越多，對浮式平臺的力學性能研究也愈發顯得重要。海洋浮式平臺的建筑材料主要為鋼材，本案例研究其在風浪水平荷載下的力學行為。海洋浮式基礎(floating foundation)2.

雖然海洋工程在浪花飛濺區所占面積很小, 以直徑1 m的海洋鋼樁為例, 其飛濺區腐蝕區域約為2 m, 腐蝕表面積約12 m2 (與不同海區等有關) , 但由于該區域腐蝕最為嚴重, 如果不加以有效防護, 將導致該部位的嚴重腐蝕, 造成整個海工設施出現嚴重事故。

高Mn 鋼本身的優異綜合性能可以解決目前海洋平臺用 690 MPa 級超高強鋼的低溫韌性差、屈強比高等問題， 能夠滿足未來深海和極地海洋平臺對超高強鋼安全性能和建造成本需求， 這也是今后高強、高韌海洋平臺用鋼的重要發展方向。3、良好成形性能的低屈強比海洋平臺用鋼開發從海洋平臺底部結構設計出發， 如果采用先進的樁腿（包括樁靴）結構和升降機構，將會增加平臺的承重能力、抗沖擊能力及耐久性。

一、工程背景以某海上風力發電機單樁基礎為例，對海洋樁基受波浪荷載的動力響應進行計算分析。海洋環境參數、地質及樁體材料參數和尺寸，如下表所示。

螺旋樁(Helical Pile)的安裝過程 一、工程背景： 螺旋樁具有便于安裝和抗拉拔能力極強的特點，在陸地上廣泛使用，在海洋巖土工程中也具有極大的應用潛力，例如作為螺旋錨(Helical anchor)來錨固浮式風機(Offshore floating wind turbine)。

模型背景 該模型為3維模型，為海洋巖土工程中變直徑開口剛樁的承壓力學性能測試。變直徑鋼管樁的材料為鋼材，密度為7.85,彈性模量為210GPa,泊松比為0.28。鋼管的外直徑均為2m,管長20m,管下半段的10m內直徑為1.8m(壁厚為0.1m)，管上半段的10m內直徑為1.9m(壁厚為0.05m)。 3.

高Mn 鋼本身的優異綜合性能可以解決目前海洋平臺用 690 MPa 級超高強鋼的低溫韌性差、屈強比高等問題， 能夠滿足未來深海和極地海洋平臺對超高強鋼安全性能和建造成本需求， 這也是今后高強、高韌海洋平臺用鋼的重要發展方向。3、良好成形性能的低屈強比海洋平臺用鋼開發從海洋平臺底部結構設計出發， 如果采用先進的樁腿（包括樁靴）結構和升降機構，將會增加平臺的承重能力、抗沖擊能力及耐久性。

專業化分析模塊疲勞分析模塊：基于譜分析或時程分析，預測結構在循環荷載下的壽命倒塌分析模塊：進行非線性Pushover分析，評估結構儲備強度與冗余度樁-土相互作用分析（PSI）：采用p-y曲線、t-z曲線等方法模擬非線性土體響應節點設計與校核：按API、ISO等規范進行管節點強度評估3.

，這樣即可以利用Ansys的命令流極高的工作效率又可以利用Abaqus軟件擅長的樁土非線性分析。

模型背景該模型為3維模型，為海洋巖土工程中螺旋錨(或螺旋樁)的抗彎力學性能測試。螺旋錨在海洋巖土工程中的應用具有極大的前景，例如用于錨固海上風機等。螺旋錨(Helical Pile)材料為鋼材，彈性模量為215GPa,泊松比為0.28。錨的尺寸為一般海洋巖土工程中的尺寸，桿的長度為7m,桿的直徑為0.05m,螺的直徑為1m,厚度為0.025m。3.

【iSolver案例分享27】樁靴的承壓測試 1. 模型背景 該模型為3維模型，模擬海洋巖土工程中樁靴的承壓測試。樁靴材料為鋼材，密度為7.85,彈性模量為215GPa,泊松比為0.28。石油鉆井平臺的樁靴所受荷載為100kPa。 2.

模型背景該模型為3維模型，為海洋巖土工程中Spudcan的材料性質檢測。Spudcan在海洋巖土工程中的應用廣泛，例如海上鉆井平臺，海上風機等。Spudcan材料為鋼材，彈性模量為215GPa,泊松比為0.28。其尺寸為海洋巖土工程中的常用尺寸3.

模型背景 該模型為3維模型，為海洋巖土工程中帶柄板錨的力學性能測試。 帶柄板錨材料為鋼材，密度為7.85,彈性模量為215GPa,泊松比為0.28。板錨的尺寸為一般海洋巖土工程中的尺寸，長為3m,寬為1m,板厚為0.09m。 3.