多艙復(fù)合筒型基礎(chǔ)負(fù)壓下沉滲流場(chǎng)特性研究.pdf

1、多艙復(fù)合筒型基礎(chǔ)是一種海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的新型基礎(chǔ)型式，內(nèi)部分艙的設(shè)置能夠提高基礎(chǔ)的拖航穩(wěn)性以及實(shí)現(xiàn)安裝過(guò)程的精確調(diào)平。筒型基礎(chǔ)依靠筒內(nèi)外的壓力差實(shí)現(xiàn)沉放安裝，在砂土等高滲透性的土體中，筒內(nèi)外的壓力差會(huì)引起從筒外土體向筒內(nèi)土體的滲流，滲流反過(guò)來(lái)又會(huì)影響筒型基礎(chǔ)的負(fù)壓下沉過(guò)程。本文以帶分艙板的單筒復(fù)合筒型基礎(chǔ)作為研究對(duì)象，開展了筒型基礎(chǔ)負(fù)壓下沉過(guò)程的室內(nèi)模型試驗(yàn)和有限元分析，研究了無(wú)分艙筒型基礎(chǔ)和多分艙筒型基礎(chǔ)負(fù)壓下沉過(guò)程的滲流場(chǎng)特性以及多分艙

2、筒型基礎(chǔ)調(diào)平過(guò)程的滲流場(chǎng)特性。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　（1）針對(duì)直徑為30cm、高12cm、裙板厚2mm的無(wú)分艙筒型基礎(chǔ)和相同尺寸、分艙板厚2mm的多分艙筒型基礎(chǔ)兩個(gè)模型，進(jìn)行了在砂土中沉放的小比尺室內(nèi)試驗(yàn)。揭示了基礎(chǔ)負(fù)壓下沉過(guò)程中下沉深度隨時(shí)間、下沉深度隨負(fù)壓的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)在沉放后期，由于滲流場(chǎng)的產(chǎn)生使得筒內(nèi)出現(xiàn)土塞，筒內(nèi)土體高于筒外土體，土塞的形成會(huì)影響基礎(chǔ)進(jìn)一步沉放安裝；對(duì)于無(wú)分艙筒型基礎(chǔ)，基礎(chǔ)負(fù)壓下沉過(guò)程中

3、，筒周圍土體中形成由筒外流向筒內(nèi)的滲流場(chǎng)，在豎直方向上，筒內(nèi)土體形成從下向上的滲流場(chǎng)；筒外土體形成由上向下的滲流場(chǎng)。對(duì)于多分艙筒型基礎(chǔ)，滲流場(chǎng)的滲流方向大部分從筒外流向邊艙，一小部分從筒外流向中間艙，相比于中間艙，更容易形成由筒外流向邊艙的滲流場(chǎng)，邊艙內(nèi)土體的超孔壓絕對(duì)值大于中間艙。
　?。?）采用 ADINA有限元軟件，建立無(wú)分艙筒型基礎(chǔ)和不同分艙尺寸的多分艙筒型基礎(chǔ)的二維模型，揭示了基礎(chǔ)負(fù)壓下沉和調(diào)平過(guò)程中的水頭分布情況、滲流

4、梯度和滲流速度等滲流要素。分析發(fā)現(xiàn)多分艙筒型基礎(chǔ)的總水頭等勢(shì)線和孔壓水頭等勢(shì)線的分布規(guī)律與無(wú)分艙筒型基礎(chǔ)大體一致，邊艙內(nèi)水頭等勢(shì)線較中間艙密，邊艙內(nèi)的滲流力和滲流梯度大于中間艙內(nèi)滲流梯度，邊艙內(nèi)更易形成穩(wěn)定滲流，且不受分艙尺寸大小的影響。
　?。?）對(duì)于多分艙筒型基礎(chǔ)的調(diào)平試驗(yàn)和調(diào)平過(guò)程的 ADINA有限元分析中可以看出，僅對(duì)中間艙抽負(fù)壓，滲流從邊艙底端流向中間艙，筒外土體中的水流向邊艙底端進(jìn)行補(bǔ)給，邊艙內(nèi)部土體除邊艙底端不形成滲