Finite Element Analyses of Seabed Response to Ice Keel Gouging

Farzad Eskandari, Ryan Phillips, Bipul Hawlader

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: T2C - Harbour and Shoreline Geotechniques

ABSTRACT: Arctic region is rich in abundant discovered and undiscovered hydrocarbon resources and an important area for energy development. However, in these cold areas the integrity of offshore structures like pipelines are at risk due to floating ice interacting with the seabed. As the result, finding a safe but economic burial depth to install the pipelines in the subsea is important in offshore projects. In order to determine the required burial depth the seabed response under the ice gouge should be known. Numerical analysis can be very useful in subgouge deformation simulation provided an appropriate soil model is applied. In this research a 3D finite element model is developed in ABAQUS Explicit finite element software. Various aspects of ice gouging are studied including mesh sensitivity and selection of soil constitutive model parameters. The requirements for advanced soil models when applied to a large deformation problem such as ice gouging are examined. This paper particularly investigates the influence of sand shear strength from friction and dilation in a new soil plasticity model implemented in ABAQUS Explicit, especially on the subgouge deformation.

RÉSUMÉ: Région de l'Arctique est riche en ressources en hydrocarbures découvertes et non découvertes et une zone importante pour le développement de l'énergie. Toutefois, dans ces régions froides de l'intégrité des structures offshore, comme les pipelines sont à risque en raison de la glace flottante interagir avec le fond marin. Comme le résultat, de trouver une profondeur d'enfouissement sécuritaire, mais économique à installer des canalisations dans le sous-marin est important dans des projets offshore. Afin de déterminer la profondeur d'enfouissement requis la réponse des fonds marins sous la glace gouge doit être connue. Analyse numérique peut être très utile dans la simulation de déformation subgouge fourni un modèle de sol approprié est appliqué. Dans cette recherche d'un modèle éléments finis 3D est développé en logiciel Abaqus éléments finis explicite. Divers aspects de gougeage de la glace sont étudiées, y compris la sensibilité de maille et la sélection des paramètres du sol modèle constitutif. Les exigences en matière de modèles de sol avancées lorsqu'elles sont appliquées à un problème de grande déformation, comme le gougeage de la glace sont examinés. Cet article examine en particulier l'influence de la résistance au cisaillement du sable de la friction et la dilatation dans un

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Cite this article:
Farzad Eskandari; Ryan Phillips; Bipul Hawlader (2012) Finite Element Analyses of Seabed Response to Ice Keel Gouging in GEO2012. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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