層狀地基中離岸風電裙式吸力基礎(chǔ)水平承載力研究.pdf

1、吸力基礎(chǔ)通常是底部敞開，頂部封閉的鋼制圓筒結(jié)構(gòu)，它通過自重及在筒內(nèi)壁與海床之間施加負壓作用沉入海床，能承受巨大的水平荷載和彎矩作用。由于費用經(jīng)濟、方便施工、可重復(fù)利用等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種系泊在海上浮動式結(jié)構(gòu)物、海洋平臺的基礎(chǔ)，目前也在海洋離岸風力發(fā)電工程得到了成功應(yīng)用。本文結(jié)合離岸風電工程的受力特點創(chuàng)造性提出一種新型吸力基礎(chǔ)形式——“裙式”吸力基礎(chǔ)，這種新型吸力基礎(chǔ)能顯著提高抵抗海床沖蝕和承載的能力。本文通過對吸力基礎(chǔ)可沉貫性的解析

2、計算和水平承載力的數(shù)值模擬，得到以下結(jié)論：
　　在飽和砂土地基上，裙式吸力基礎(chǔ)易于沉貫到海床的預(yù)定深度。說明裙式吸力基礎(chǔ)具有更好的沉貫性能，因此提出的裙式吸力基礎(chǔ)是可行的。
　　采用數(shù)值模擬方法，研究了幾個因素對裙式吸力基礎(chǔ)水平承載力的影響：
　　1）長徑比的影響。變動裙式吸力基礎(chǔ)的長徑比，得出：隨著長徑比的增大，水平極限承載力是近似線性增加的。
　　2）研究了裙的尺寸比對裙式吸力基礎(chǔ)水平承載力的影響。在尺寸比l

3、：h分別取0.5：0.5、0.5：1、1：0.5、1：1四種情況下研究發(fā)現(xiàn)：保持主錨尺寸和裙直徑或裙高度一定時，基礎(chǔ)的水平承載力隨著尺寸比的增大而不斷增大；尺寸比相同時裙式吸力基礎(chǔ)的水平承載力卻不相同。
　　3）分析了裙結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)水平承載力的影響。吸力基礎(chǔ)在設(shè)置了0.5m×0.5m的裙后水平承載力明顯提高，增加了約20％。
　　4）研究了土性不同對水平承載力的影響。針對所選的層狀地基，變化砂土和粉土的厚度比來分析水平承載力的

4、變化?？梢钥闯觯弘S著砂土與粉土的厚度比的增大，水平承載力逐漸變小。其數(shù)值變化比較小，大體在10%以內(nèi)。
　　5）流固耦合作用時，由于孔隙水壓力的作用，裙式吸力基礎(chǔ)的豎向有效應(yīng)力發(fā)生變化；水平位移比無滲流模式下的要大一些；在耦合過程中吸力基礎(chǔ)內(nèi)部靠近筒基主動側(cè)滲流矢量向上，經(jīng)過一個梯度變化，在靠近基礎(chǔ)的被動側(cè)孔隙水的滲流矢量是向下的，并且越靠近被動側(cè)筒壁滲流矢量越大。
　　本文通過飽和砂土地基中裙式吸力基礎(chǔ)的可沉貫驗算證實了該