土質(zhì)對(duì)海上風(fēng)電樁基礎(chǔ)承載特性影響分析

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1、118低溫建筑技術(shù)2013年第3期(總第177期)土質(zhì)對(duì)海上風(fēng)電樁基礎(chǔ)承載特性影響分析朱東劍，王金智(1．天津大學(xué)建筑工程學(xué)院。天津300072；2．天津市水利基建管理處。天津300204】【摘要】基于現(xiàn)有海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)水平承載特性理論分析中的土質(zhì)條件影響因素，利用ABAQUS有限元軟件建立模型進(jìn)行數(shù)值分析。研究表明，數(shù)值分析與現(xiàn)有理論分析結(jié)果吻合。在一定范圍內(nèi)，單樁基礎(chǔ)水平承載特性隨著土體粘聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量、泊松比的增大而提高。研究結(jié)果為工程設(shè)計(jì)提供了一定參考依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】海上風(fēng)電；單樁基礎(chǔ)；土質(zhì)參數(shù)；影響分析【中圖分類號(hào)】TU473．1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】

2、B【文章編號(hào)】1001—6864【2013)03—0ll8一o2IMPACTINGANALYSISOFBEARDGPERFoRM_ANCE0lFMONoPⅡEFoR0lFFSHOREWDDTURBESBYSOILPARAMETERZHUDong-jian，WANGJin．zhi(1．DepartmentofCivilEngi．，TianjinUniv．，Tianjin300072，China；2．InfrastructuralManagementDepartmentofTianjiuWaterConservancy，Tianjin300204，China)Abstr

3、act：Basedonthesoilinfluencingfactorsonexistinghorizontaltheoreticalbearinganalysisofthemonopilefoundationforoffshorewindturbines，theFEanalysissoftwareABAQUSwasappliedtoes—tablishanalysismodels．TheresultsshowthattheFEanalysisresultsagreewellwiththeexistingtIleoreti．calresults．Itisfoundt

4、hatthehorizontalbearingcapacityincreaseswiththeincreasingofthecohesionofsoil，thefrictionangleofsoil，theYounggmodulusofsoilandthePoisson~ratioofsoil，fromwhichsomesuggestionsaregivenforengineeringpractice．Keywords：ofshorewindturbine；monopilefoundation；soilparameter；influenceanalysis在海上風(fēng)電

5、單樁基礎(chǔ)?所受的荷載中，水平荷載彈塑性本構(gòu)建模，下層土為樁底平面以下，與原始工為主要控制荷載，因此，單樁基礎(chǔ)的水平承載特性一程保持一致，為持力層，具體參數(shù)為：重度=19．4直是科研人員重點(diǎn)研究的問題?！督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)kN／m，彈性模量E=10．8MPa，泊松比=0．3，摩擦范》中主要提供三種水平承載特性分析方法：極限角=36．5。，粘聚力C=4kPa。上層土簡(jiǎn)化為一層，地基反力法、彈性地基反力法(m法)及P—Y曲線以研究不同參數(shù)對(duì)單樁水平承載特性的影響，具體參法。由目前已有的各種理論分析方法可知，單樁基礎(chǔ)數(shù)如表l所示。在單樁頂部定義加載點(diǎn)，耦合到樁頂水平承載特性受到

6、土的不排水抗剪強(qiáng)度(C．)影響較面上。在加載點(diǎn)上施加3MW風(fēng)機(jī)極限工況下等效到加載點(diǎn)的水平荷載和彎矩。大，相同條件下樁頂水平位移隨著c的增大而降低。2結(jié)果分析本文基于現(xiàn)有理論研究成果，利用有限元軟件有限元數(shù)值分析結(jié)果表明，在相同水平荷載作用ABAQUS建立數(shù)值分析模型，研究比對(duì)土質(zhì)參數(shù)對(duì)海下，海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)樁頂水平位移、泥面處水平位上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)水平承載特性的影響。移及樁底水平位移都隨著粘聚力、內(nèi)摩擦角的增大而1有限元模型降低，這與已有的理論分析結(jié)果相符，說明有限元方本文選用ABAQUS軟件進(jìn)行分析，以3MW海上法可用于土質(zhì)參數(shù)對(duì)單樁水平承載特性的影響分析。風(fēng)機(jī)單

7、樁基礎(chǔ)為對(duì)象，分析土質(zhì)參數(shù)對(duì)水平承載特性因此，由表2可知，海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)水平承載特性隨的影響。根據(jù)實(shí)際工程情況，單樁基礎(chǔ)入土深度40m，著土體彈性模量及泊松比的增大而提高。相同荷載上部長(zhǎng)度15m，樁徑6m，壁厚60mm，樁徑及壁厚沿樁下的樁身最大應(yīng)力幾乎不受土質(zhì)參數(shù)的影響。身不變。單樁為鋼樁，采用彈塑性本構(gòu)模型，E=210圖1～圖4顯示了土體粘聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模GPa，重度7=78kN／m，泊松比=0．3，屈服強(qiáng)度為量及泊松比變化時(shí)的樁頂彎矩一位移曲線。345MPa。整個(gè)模型土分為兩層，均采用Mohr—Coulomb朱東劍等：土質(zhì)對(duì)海上風(fēng)電樁基礎(chǔ)承載特性影