波浪荷载作用下单桩基础桩周土体的应力位移分析

发布时间：2020-12-16 03:26

　　通过ABAQUS建立海上风电单桩基础的数值模型,并与室内模型桩试验的结果作对比,验证模型的可靠性。根据实际桩土参数建立数值模型,并对桩土模型施加循环波浪荷载,分析波浪荷载作用下桩周土体的水平应力和水平位移随时间的变化特性,以及土体水平位移在空间分布上的差异。结果表明在波浪荷载作用下桩周土体的水平应力和水平位移在一定范围内循环波动,且极端海况下土体所受的扰动远大于正常海况下土体所受扰动。海床表面桩周土体在距桩体10 m范围内受桩体影响显著,竖直方向上桩身以泥面以下大约2/3桩身入土深度处的一点为基点做循环摆动,且这一旋转基点的位置与波浪力的大小无关。 

【文章来源】：中国海洋大学学报(自然科学版). 2020年S1期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

模型网格划分

图1 模型网格划分为了分析的准确性,需要先进行模型可靠性的验证。朱斌等[14]进行了砂土中大直径单桩水平受荷离心模型试验。试验砂土选用福建标准砂,试验的地基厚度为0.75 m。土体相对密实度65%,较为密实,土体压缩模量取20 MPa,饱和密度1.945 g·cm-3。试验模型桩由铝合金空心管加工而成,弹性模量为68.9 GPa,泊松比为0.33,桩径0.03 m,壁厚0.002 m,埋深0.6 m。模型箱尺寸为0.85 m(长)×0.7 m(宽)×0.75 m(高)。取试验中加载高度为2.7D的S-1试验组为对照,加载方式为水平静力,D为桩径。本文取以上试验的各项参数,建立数值模型,以验证数值模型的可靠性。绘制桩体泥面位移和水平荷载的关系曲线,计算结果与试验结果的对比图如图3所示。

从图3可以看出,采取试验中土体参数和桩体参数,施加与试验中相同的荷载,得到的桩体泥面位移与试验结果较为一致,证明本文建模方式可取。下文将根据实际海域的工程地质条件和环境荷载,建立模型,讨论波浪荷载作用下桩周土体的位移、应力发展模式并分析不同海况下桩周土体位移和应力的差距。2 实际工况下的模型计算


本文编号：2919441