海上风机复合式单桩基础载荷传递机理研究

作     者：王雪菲 李树鑫 李家乐 Wang Xuefei;Li Shuxin;Li Jiale

作者机构：河北工业大学土木与交通学院天津300401 天津市装配式建筑与智能建造重点实验室天津300401 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51909054 51908185) 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2023年第56卷第6期

页      码：655-663页

摘      要：随着海上风电产业的快速发展,对于近海及潮间带海上风能的开发与利用逐渐趋于饱和.海上风力发电机的建造逐渐呈现由近海到远海,由浅水到深水的发展趋势,由此将带来更加严峻的海洋环境荷载.传统使用的单桩基础一般仅适用于浅海区域,其直径随着建造水深的增加迅速增加,由此带来高昂的建造以及施工成本使其无法适用于深海环境.借鉴带有稳定平台的可嵌入式挡土墙的设计理念,提出一种可用于海上风力发电机的新型复合式单桩基础,其一般由单桩和重力盘组成.复合式单桩基础在单桩和重力盘协同承载作用下,承载性能大大提升,具有更为广阔的发展前景.为了充分掌握这种新型基础形式的承载特性,首先开展了一系列离心机试验,研究其在砂土中的水平承载响应.基于离心机试验的高质量验证,利用ABAQUS有限元分析软件建立数值模型,研究单桩与重力盘之间的连接方式对整体水平承载响应的影响.基于复合式单桩基础与土体之间的相互作用机理,深入研究了单桩与重力盘在不同连接方式下的破坏机理.研究表明,单桩与重力盘摩擦连接时,两者之间的摩擦系数对整体承载性能的影响可以忽略.单桩与重力盘光滑连接时会产生“阻替”现象,即两者之间缺失的摩阻力被支持力所代替.但是,由于光滑连接与摩擦连接时单桩与重力盘之间传力模式不同,桩-盘-土相互作用有所差别,造成整体水平承载性能的改变.

主 题 词：海上风机 复合式单桩基础 水平承载特性 离心机试验 ABAQUS 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 081401[081401] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0814[工学-地质类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.11784/tdxbz202112024

馆 藏 号：203121126...