近海风电单桩基础水平承载力与变形特性研究
发布时间:2020-06-20 11:02
【摘要】:近海风电场基础形式多样,单桩基础由于其特有的优势,在全球建成的近海风电场中占比超过65%。为了抵抗风、浪、潮汐等水平荷载作用,桩基必须要深入海床一定深度,但是桩基埋深也不宜过大,否则势必会加大建设成本与施工难度,即单桩基础需要有一个合理的桩基埋深,既能保证风电机组正常运行,同时也要便于施工,节约造价。针对上述问题,本文开展了室内模型试验并结合数值计算,研究桩基埋深对水平承载力与变形特性的影响,主要工作如下:(1)开展了水平静载试验,研究不同加载高度与桩基埋深时,桩身弯矩、桩身变形、土反力与土压力沿桩身的变化规律,结果表明:桩身弯矩基本不受埋深影响,桩身变形随着埋深增加逐渐减小,达到一定值后趋于稳定,土反力与土压力均随着埋深增加而逐渐减小,尤其是土反力,受埋深影响极大,不但土反力极值急剧减小,而且其分布模式也发生改变,由一个极值点增加到多个极值点。(2)应用有限元软件ABAQUS创建三维桩土模型,对桩身变形进行了模拟,二者结果十分吻合。在此基础上,进一步使用ABAQUS对桩基埋深的临界深度进行了探讨。结果表明:当桩基埋深增加到8倍的桩径以后,桩身变形不再受到埋深影响,建议实际工程中要合理确定桩基埋深,可以8倍的桩径作为最大桩基埋深。(3)通过自制的循环加载装置,开展了水平动载试验,发现其他_I条件不变时,桩身弯矩、土反力、土压力及桩侧位移均受到循环次数的影响,尤其桩侧位移随着循环次数增加会发生累积,最终的位移值会远大于同条件下受静载时的位移值。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TU473.1
【图文】:
图 1-1 世界上第一座海上风电场(丹麦 Vindeby 风电场)风电场的成功建设正式打开了人类对海洋风能开发利许多国家也纷纷投入到近海风电场的建设中来,我国也渤海到南边的南海,海岸线绵延 1.8 万多千米,为风电场洋空间。而沿海地区,尤其是东南沿海一带是我国经济较业用电以及工业用电等的用电局势都相对紧张。为缓解这风能,建设海上风电场成为一种行之有效的途径。之所以是因为它自身具有的诸多优点。近海风力资源丰厚,海上风速要比陆地上大许多,可明显面积广阔,节约陆地资源,同时不用担心噪音、电磁波对问题;
弹性桩水平受荷时,桩身上段将发生挠曲变形,桩身下段基本嵌固于土中产生变形。若桩顶嵌固,则桩顶与平台轴线在保持竖直的状态下发生刚性位移般半刚性桩的桩身变形曲线只有一个位移零点(图 c、d),而柔性桩会产生及以上位移零点与弯矩零点(图 e、f)。(a) (c) (e)
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TU473.1
【图文】:
图 1-1 世界上第一座海上风电场(丹麦 Vindeby 风电场)风电场的成功建设正式打开了人类对海洋风能开发利许多国家也纷纷投入到近海风电场的建设中来,我国也渤海到南边的南海,海岸线绵延 1.8 万多千米,为风电场洋空间。而沿海地区,尤其是东南沿海一带是我国经济较业用电以及工业用电等的用电局势都相对紧张。为缓解这风能,建设海上风电场成为一种行之有效的途径。之所以是因为它自身具有的诸多优点。近海风力资源丰厚,海上风速要比陆地上大许多,可明显面积广阔,节约陆地资源,同时不用担心噪音、电磁波对问题;
弹性桩水平受荷时,桩身上段将发生挠曲变形,桩身下段基本嵌固于土中产生变形。若桩顶嵌固,则桩顶与平台轴线在保持竖直的状态下发生刚性位移般半刚性桩的桩身变形曲线只有一个位移零点(图 c、d),而柔性桩会产生及以上位移零点与弯矩零点(图 e、f)。(a) (c) (e)
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4 韩英才,李贵宝,首培p
本文编号:2722321
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