飽和細(xì)海砂中裙式吸力基礎(chǔ)水平承載機(jī)理模型試驗(yàn)研究及數(shù)值分析.pdf

1、海上風(fēng)電工程開(kāi)發(fā)，由于資源豐富、占用的陸地及無(wú)視覺(jué)污染等優(yōu)點(diǎn)，受到沿海國(guó)家的高度重視。吸力基礎(chǔ)具有施工方便，可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，是海洋工程中目前普遍采用的一種新型基礎(chǔ)形式，目前也被成功到應(yīng)用于海上風(fēng)電工程。作為海上風(fēng)電塔架的基礎(chǔ)，主控荷載為水平荷載，是整個(gè)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。為了有效提高基礎(chǔ)的水平承載能力和控制水平側(cè)移，提出了一種改進(jìn)的吸力基礎(chǔ)形式-裙式吸力基礎(chǔ)。非常適合作為海上風(fēng)電塔架的基礎(chǔ)。
　　采用模型試驗(yàn)以及有限元方法，研究

2、了裙式吸力基礎(chǔ)水平承載機(jī)理，討論了裙式吸力基礎(chǔ)水平承載力及側(cè)移影響因素，研究了基礎(chǔ)周圍土壓力的分布規(guī)律以及地基土的變形和影響范圍。得出以下結(jié)論:
　　(1)為了把模型試驗(yàn)結(jié)果推廣到實(shí)際工程，水平荷載及水平側(cè)移進(jìn)行了無(wú)量綱化處理。裙式吸力基礎(chǔ)水平承載力較單桶基礎(chǔ)顯著提高，同時(shí)控制了基礎(chǔ)側(cè)移，較單桶基礎(chǔ)，水平承載力提高范圍為26.1％-64.1％，側(cè)移減小67.2％-86.8％?；A(chǔ)水平承載力隨裙高、裙寬、主桶長(zhǎng)徑比的增加而增大，隨加

3、載高度的增加而減小。
　　(2)運(yùn)用荷載-側(cè)移關(guān)系曲線及土壓力分布關(guān)系分別研究了基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的位置變化。單桶基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)位于0.75倍主桶埋深處，通過(guò)荷載-側(cè)移關(guān)系確定基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)位于基礎(chǔ)頂面以下0.45-0.7倍的主桶埋深處;通過(guò)土壓力分布確定裙式吸力基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)點(diǎn)位置位于0.58-0.63倍的基礎(chǔ)埋深處，兩種方法確定轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)位置較吻合。
　　(3)“裙”結(jié)構(gòu)影響基礎(chǔ)周圍土壓力分布。試驗(yàn)結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)吸力基礎(chǔ)，裙式吸力基礎(chǔ)的主桶

4、結(jié)構(gòu)前側(cè)受到的被動(dòng)土壓力減小，平均減小幅度為57.8％。
　　(4)研究了地表變形及變化規(guī)律。沿加載軸線方向，地基隆起范圍約為2.2倍到3倍主桶直徑，與加載方向相反，地基隆起范圍約為1.1到15倍主桶直徑。基礎(chǔ)后側(cè)砂土沉陷范圍相比于地基隆起范圍非常小?；A(chǔ)前側(cè)砂土隆起范圍隨裙高增加而增大。
　　(5)對(duì)中砂中吸力基礎(chǔ)進(jìn)行了沉貫研究。證明了基礎(chǔ)在中砂中的可沉貫性。試驗(yàn)條件下，基礎(chǔ)內(nèi)部“土塞”和“水塞”均平穩(wěn)上升?；谠囼?yàn)結(jié)果，