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.

摘要：为了明确黄土地基微型桩水平承载力对上部结构安全性能的影响,本研究基于黄土地基微型桩现场静载试验,研究了桩长、桩径、桩身弹性模量及桩间距对微型桩水平承载力的影响;分析了沿基础深度的桩身水平位移和弯矩变化规律。并结合有限元分析了桩间距对群桩水平承载力的影响。研究结果表明:黄土地基微型桩基础弯矩较大的位置距桩顶4d~5d;桩径对微型桩水平承载力的影响较大,而桩长超过33d~35d后对其水平承载力的影响较小;当桩间距达到8d时,可以不考虑群桩效应对群桩水平承载力的影响。上述研究成果为微型桩在黄土地基中的应用提供了参考。

摘要：导管架基础广泛应用于海上风力发电和油气开发,水平向风、浪、流、地震等作用是导管架基础发生失效破坏的主要原因。通过离心模型试验针对饱和砂土地基中四桩导管架基础,研究其在沿边长方向和沿对角线方向水平静力作用下各基桩的内力分配、桩周土反力差异和变形特性。导管架基础沿对角线加载时基桩最易被拔出,其下压基桩的桩顶剪力、桩顶负弯矩和桩身最大正弯矩均较上拔基桩大,但二者的桩身水平位移相差不大。对于本文桩间距为5.8倍桩径的导管架基础,由于群桩效应及桩身上拔力降低了桩周土有效应力,沿边长加载时上拔桩在泥面下2.5倍桩径深度范围内的桩周土反力约为下压桩的60%,而沿对角线加载时上拔桩在该深度范围内的桩周土反力仅为下压桩的40%。沿对角线加载时下压桩与上拔桩在桩顶剪力、桩顶最大负弯矩、桩顶轴力及桩身最大正弯矩等参数之间的差别也明显大于沿边长加载情况。与单桩水平加载离心模型试验结果对比发现,同一深度处单桩的桩周土反力介于导管架基础上拔桩与下压桩的桩周土反力之间。

摘要：井筒式地下连续墙基础内部含有大面积的土芯,由于存在墙内土芯、墙体以及外部土体的相互作用,其水平承载特性复杂。采用水平静载荷试验,进行了3个不同截面尺寸单室井筒式地下连续墙模型试验。便于对比,同时进行了3个相应尺寸的单片墙模型试验。基于墙身内力及位移测试结果,研究了单室井筒式地下连续墙基础的水平承载特性,分析了水平荷载-位移特性、土压力-位移的分布规律,结果表明:单室井筒式地下连续墙基础呈整体倾斜破坏特性,前墙外侧土压力对承载力贡献最大。结合模型试验特征,分别采用4种弹簧的弹性基础分析法和8种弹簧的刚性基础分析法计算单片墙与单室井筒式地下连续墙,与试验结果吻合较好,分析方法可为设计提供参考。

摘要：为研究桩侧竖向摩阻力、桩端竖向阻力及水平剪应力对基桩水平承载特性的影响,该文首先根据桩侧摩阻力三折线t-s曲线推导得出了附加弯矩-转角本构模型线性解析表达式。随后在四弹簧模型基础上结合该文所提出的桩侧、桩端附加弯矩以及桩端水平剪力本构关系进而建立桩身受力微分方程,并采用Laplace变换解得桩身弹性、塑性段的传递矩阵系数解析解。最后在给出的迭代求解方法基础上进而求得考虑侧阻与端阻影响的基桩水平承载力响应解。通过两组案例对比分析不但验证了该文推导的正确性,也证明了该文所提出的桩侧、桩端附加弯矩以及桩端水平剪力本构模型的合理性;同时结果也表明当地基土体较好、桩径较大时桩侧附加弯矩M_s、桩端附加弯矩Mb和剪力Fb对水平承载特性影响不可忽略。

摘要：针对杭州湾海域某海上风电场项目建设过程中遇到的大直径单桩基础水平承载稳定性的问题,结合桩基设计参数和前期勘察资料,利用p-y曲线法对某试验单桩水平极限承载力进行计算,以指导现场水平试桩试验。最终对现场试桩结果分析,以评价p-y曲线法对海上风电单桩基础的适用性,同时对海上风电大直径单桩基础水平承载特性进行分析研究,为项目后续桩基水平承载力设计提供一定的指导。

摘要：对于海上钢管桩基础的水平承载特性通常采用p-y曲线法进行分析,由于海洋环境复杂性,海上桩基往往同时承受侧向,竖向和力矩荷载,桩体处于复合受力状态。由单一水平向加载试验获得的p-y曲线法对于基础在复合荷载作用下承载特性分析的有效性尚未有定论。通过三维数值模拟,在得到离心模型试验验证的基础上,探讨了H-V和H-M复合加载下数值模拟与p-y曲线法对于桩体位移和弯矩计算的差异,计算结果可为桩基设计提供依据。

摘要：为研究桩径对大直径钢管桩水平承载性能的影响,采用ABAQUS数值模拟软件建立大直径钢管桩数值模型,开展数值模拟研究。结果表明:数值模拟所得钢管桩桩顶的水平荷载—位移曲线与实测曲线变化趋势一致,数值模型可靠;单桩水平极限承载力随着桩径的增大而线性增大,当桩径扩大3倍时,相应的水平极限荷载提高1倍;同一深度钢管桩桩身挠度随桩径增大呈逐步减小的趋势。本研究成果可为海上风电场大直径钢管桩施工建设提供参考依据。

摘要：海上风电单桩基础极限承载能力主要由桩基变形控制,在进行桩基分析和设计时选择合适的土体本构模型非常重要。以室内桩基水平受荷模型试验为基础,通过对比HS模型、MC模型、p-y曲线3种方法计算得到的桩基水平受荷变形特征及其与试验实测结果关系,分析各种方法在大直径桩基工程分析中的适用性。结果表明,在水平极限承载力以内,p-y曲线法和MC模型均会过高地估计土体的水平向抗变形能力,而HS模型计算结果与实测数据更接近,因此,更适合用于大直径单桩基础分析和设计。