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波流耦合下海上风力机单桩基础水动力特性分析 被引量:1
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作者 黄斐 朱仁庆 +3 位作者 刘红藏 秦雅 孙科 纪仁玮 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期485-493,共9页
针对传统的势流理论无法考虑波流耦合及其与结构物之间相互作用的非线性水动力学问题,建立波流耦合作用下单桩基础水动力数值模型,采用高精度分离涡(DES)方法对流场进行模拟,对不同波、流条件下桩柱更为精准的水动力特性进行分析。研究... 针对传统的势流理论无法考虑波流耦合及其与结构物之间相互作用的非线性水动力学问题,建立波流耦合作用下单桩基础水动力数值模型,采用高精度分离涡(DES)方法对流场进行模拟,对不同波、流条件下桩柱更为精准的水动力特性进行分析。研究结果表明:1)无流速下最大水平波浪力随波陡增大呈线性增长,而无因次波浪力随波陡数增加而减小;2)波流同向时,随流速的增大,波浪力谷值增长比峰值增长更为显著,而峰值处相位差较谷值处更为明显;波流反向时,波浪力峰值减小趋势以及相位差更鲜明,压强峰值随流速的变化较小;3)波浪力随波周期的增长而减小,相比相同波高增长率,周期变化对波浪力的影响更为突出;4)桩柱绕流过程中出现破浪破碎现象,两侧产生对称旋涡,绕流导致桩柱前方的高水位堆积,进而导致波浪力曲线呈轻微锯齿状。 展开更多
关键词 风力机单桩基础 分离涡模拟 波流耦合 相位差 水动力特性 波浪力
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海上风电单桩基础小变位水平静力承载特性研究
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作者 王卫 张紫涛 +4 位作者 于光明 张雪东 张泽超 宋建正 张政 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第2期337-345,共9页
针对海上风电桩径9m的超大直径单桩基础,采用离心模型试验与数值仿真相结合方法,研究砂土地基中不同锚固深度工况下单桩基础在小变位条件下的水平静力承载特性。结果表明,随锚固深度增加,桩身旋转中心逐渐下移,且桩身水平位移与倾角沿... 针对海上风电桩径9m的超大直径单桩基础,采用离心模型试验与数值仿真相结合方法,研究砂土地基中不同锚固深度工况下单桩基础在小变位条件下的水平静力承载特性。结果表明,随锚固深度增加,桩身旋转中心逐渐下移,且桩身水平位移与倾角沿桩身分布的非线性趋势逐渐增强。不同锚固深度工况下桩侧p-y曲线间的差异随深度逐渐加大,在趋势上,p-y曲线随锚固深度增大由外凸型向内凹型转变;在量值上,同一深度处初始割线模量间可相差4倍。这一差异的原因在于,同一深度处桩体发生相同侧位移时,锚固更浅的桩体周围土体内部径向位移、环向位移的影响范围较小,土体应变较大,进而呈现较大的水平抗力。研究成果有助于深化对大直径单桩基础承载机制的认识,进而为桩体设计优化提供理论基础。 展开更多
关键词 离心模型试验 有限差分法 单桩基础 P-Y曲线 锚固深度
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海上风电单桩基础降本增效方法研究
3
作者 郭晓辉 刘鑫 +2 位作者 周昳鸣 胡合文 闫姝 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期639-644,共6页
基于江苏海域,采用一体化设计对比API-WSD规范、ISO规范等常规校核方法,以及第四强度理论结合欧标的新校核方法,重点分析单桩基础新旧校核方法的差异性;统计不同风电场17个单桩基础几何参数,研究分析泥面载荷、桩径、桩长之间的规律,建... 基于江苏海域,采用一体化设计对比API-WSD规范、ISO规范等常规校核方法,以及第四强度理论结合欧标的新校核方法,重点分析单桩基础新旧校核方法的差异性;统计不同风电场17个单桩基础几何参数,研究分析泥面载荷、桩径、桩长之间的规律,建立载荷-几何尺寸-质量的关系曲线,提出单桩基础设计快速评估方法,并搭建智能化快速评估平台。 展开更多
关键词 海上风电 单桩基础 风电场 桩径 桩长
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风机单桩基础点蚀坑疲劳裂纹萌生预测
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作者 林琳 徐浩然 +3 位作者 宋志豪 沈盼盼 陈念众 赵仕伦 《中国海上油气》 北大核心 2025年第3期235-243,共9页
海上风机单桩基础受海水腐蚀影响,表面易形成大量点蚀坑,从而显著降低基础的疲劳寿命。本文针对含点蚀坑风机单桩基础的疲劳裂纹萌生问题,重点展开点蚀坑对疲劳裂纹萌生寿命的影响。研究中引入“累积内聚力长度变化”的概念,开发了一种... 海上风机单桩基础受海水腐蚀影响,表面易形成大量点蚀坑,从而显著降低基础的疲劳寿命。本文针对含点蚀坑风机单桩基础的疲劳裂纹萌生问题,重点展开点蚀坑对疲劳裂纹萌生寿命的影响。研究中引入“累积内聚力长度变化”的概念,开发了一种适用于点蚀坑疲劳裂纹萌生寿命预测的改进循环内聚力模型。通过模型预测值与疲劳裂纹萌生实验数据的对比分析,验证了所开发模型的准确性。基于该模型,进一步开展了含点蚀坑风机单桩基础疲劳裂纹萌生过程的数值模拟研究。结果表明:当点蚀坑深度为2.3 mm、宽深比为4时,其疲劳裂纹萌生寿命对应力幅值变化表现出极高的敏感性;特别是当应力幅值在50~65 MPa时,每增加5 MPa应力幅值,将导致疲劳裂纹萌生寿命降低42.6%~46.1%。这一现象充分说明点蚀坑周围的局部应力集中对疲劳裂纹萌生行为具有决定性影响。本研究所提出的改进循环内聚力模型能够合理地描述点蚀坑疲劳裂纹的萌生过程,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 风机单桩基础 点蚀坑 疲劳裂纹萌生 循环内聚力模型 有限元模型
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液化土层厚度差异下大直径变截面单桩基础振动台试验 被引量:2
5
作者 冯忠居 金熙宾 +2 位作者 张聪 董建松 袁鑫 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期92-105,共14页
针对地震作用下不同液化土层厚度对大直径变截面单桩基础动力响应的影响,依托实体工程设计振动台模型试验,分别从土层孔压比、桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩等方面对大直径变截面单桩基础的动力响应进行了研究,结果表明:孔压比开... 针对地震作用下不同液化土层厚度对大直径变截面单桩基础动力响应的影响,依托实体工程设计振动台模型试验,分别从土层孔压比、桩身加速度、桩顶水平位移及桩身弯矩等方面对大直径变截面单桩基础的动力响应进行了研究,结果表明:孔压比开始增长和趋于稳定的时间随液化土层厚度的增加均呈滞后趋势,液化土层厚度越薄,孔隙水上升越快,液化土层越容易发生液化。变截面位置位于液化土层时加速度增长较为明显,El-Centro波作用时大直径变截面单桩基础桩顶加速度放大系数最小,1004波作用时桩顶加速度放大系数最大;大直径变截面单桩基础桩顶水平位移最大值随液化土层厚度的增加逐渐增大,且地震波差异会影响其趋于最大值的时间;大直径变截面单桩基础最大弯矩在液化土层和非液化土层交界产生,且液化土层厚度越大地震波差异性对变截面位置处弯矩影响越大。在进行大直径变截面单桩基础的抗弯设计时,应着重考虑液化土层和非液化土层分界面处和变截面处抗弯能力。液化土层从30cm到50cm,大直径变截面单桩基础桩身加速度放大系数及桩顶位移分别增加了1.61倍和1.65倍。 展开更多
关键词 桥梁工程 液化场地 振动台试验 大直径变截面单桩基础 动力响应
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人工鱼礁群对单桩基础局部冲刷防护效应的试验研究
6
作者 龚政 王子木 +2 位作者 靳闯 邵杰 张茜 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期870-876,共7页
为探究人工鱼礁群对单桩基础冲刷的影响,在波流水槽中开展局部冲刷物理模型试验,分析不同波流条件、鱼礁类型、布置方式以及鱼礁群与桩基础距离条件下鱼礁群的自身稳定性及其对桩基的防护效果.结果表明:立方体空心礁相比实心礁具有更好... 为探究人工鱼礁群对单桩基础冲刷的影响,在波流水槽中开展局部冲刷物理模型试验,分析不同波流条件、鱼礁类型、布置方式以及鱼礁群与桩基础距离条件下鱼礁群的自身稳定性及其对桩基的防护效果.结果表明:立方体空心礁相比实心礁具有更好的稳定性,交错布置对桩基础冲刷的防护效果优于均匀布置形式;纯流作用下,人工鱼礁群桩基础冲刷深度的削弱效果随流速的增大而减小;波流作用下,空心礁对桩基础冲刷深度的削弱效果更优;2种礁体的不同平面布置形式对桩基础冲刷范围的削弱程度相近;鱼礁群与桩基础前缘距离的改变影响桩基础冲刷深度和冲刷形态. 展开更多
关键词 人工鱼礁 局部冲刷 单桩基础 冲刷防护
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斜坡海床刚性单桩基础水平极限承载机理分析
7
作者 冯春健 刘锦昆 +2 位作者 陈同彦 王腾 吴宇旗 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期299-306,共8页
利用三维极限分析软件Optum G3,探究斜坡海床上刚性单桩基础水平承载失稳机理,分析单桩基础极限承载力随基础长径比、桩-土界面摩擦系数、土体强度、斜坡坡度和荷载加载方向的变化规律。研究发现,当单桩基础长径比较小时,破坏模式主要... 利用三维极限分析软件Optum G3,探究斜坡海床上刚性单桩基础水平承载失稳机理,分析单桩基础极限承载力随基础长径比、桩-土界面摩擦系数、土体强度、斜坡坡度和荷载加载方向的变化规律。研究发现,当单桩基础长径比较小时,破坏模式主要包括近泥面处的破坏楔体和底部的球型破坏;随着基础长径比的增加,楔体和球型破坏模式之间出现全流动破坏模式,破坏模式为:楔体-全流动-球型破坏模式;随着长径比进一步的增加,在球型破坏底部形成另外一个全流动破坏模式,破坏模式由上到下依次为:楔体-全流动-球型-全流动破坏模式。水平承载力系数N_(p)随着基础长径比的增加先减小后增大,最后趋于稳定;随着基础桩-土界面摩擦系数的增加逐渐增大;随着土体强度梯度的增加逐渐减小;随着荷载加载方向的增大而增大;双侧破坏模式对应承载力系数比单侧破坏模式对应的承载力系数,按照单侧破坏模式进行承载力设计更加安全。 展开更多
关键词 海上风电 承载力 数值分析 斜坡海床 单桩基础
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海上单桩基础风机土体阻尼校核与预测方法研究
8
作者 苏凯 朱洪泽 +1 位作者 周俊龙 赖旭 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期165-173,共9页
对长期承受动荷载作用的海上风机而言,土体阻尼是影响其疲劳寿命的重要因素之一,不同学者对其考虑方式尚未统一,同时土体阻尼的输入和校核结果间存在一定差异.针对这一问题,本文以江苏黄海某风机工程项目为依托,在ABAQUS软件中建立单桩... 对长期承受动荷载作用的海上风机而言,土体阻尼是影响其疲劳寿命的重要因素之一,不同学者对其考虑方式尚未统一,同时土体阻尼的输入和校核结果间存在一定差异.针对这一问题,本文以江苏黄海某风机工程项目为依托,在ABAQUS软件中建立单桩基础式海上风机有限元计算模型,设计了包含风机结构壁厚、基础埋深、结构密度及土体阻尼等因素的系列计算方案,采用自由振动分析对土体阻尼输入与校核间差异性进行系统研究,并设计正交试验采用极差分析方法进行各因素的影响权重分析,在此基础上基于多参数非线性回归分析提出了综合拟合公式,并给出相应土体校核阻尼预测方法.结果表明:风机土体阻尼校核结果远小于其输入值,仅为后者的2%~15%;校核阻尼与风机结构壁厚、结构密度呈正相关关系,与基础埋深呈负相关关系,但当基础埋深达到8倍桩径后,则基本不再影响校核结果;以上各因素并非线性独立,三者共同作用决定土体阻尼校核结果,其中结构壁厚影响最为显著,其次为结构密度,最后为基础埋深;本文提出的以结构壁厚与校核结果间幂函数为基础的拟合经验公式,其拟合精度良好,可有效模拟各因素与校核阻尼间的关系,同时可为同类型风机土体阻尼校核预测提供数学基础. 展开更多
关键词 海上风机 单桩基础 土体阻尼 校核阻尼
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非均质黏土地基单桩基础水平极限承载力研究 被引量:3
9
作者 高松林 安晨 +3 位作者 刘畅 齐博 王春波 马佳星 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期185-191,共7页
为减少海上风机长期受到风浪流等水平荷载的影响,利用ABAQUS软件建立非均质黏土单桩基础极限承载力有限元模型,利用温度作为虚拟变量以反映非均质黏性土抗剪强度随深度变化的关系,采用生死单元法进行地应力平衡,并比较有限元得到的水平... 为减少海上风机长期受到风浪流等水平荷载的影响,利用ABAQUS软件建立非均质黏土单桩基础极限承载力有限元模型,利用温度作为虚拟变量以反映非均质黏性土抗剪强度随深度变化的关系,采用生死单元法进行地应力平衡,并比较有限元得到的水平荷载下单桩基础承载力变化结果与离心机试验结果,以验证其准确性。结合刚性桩与刚柔性桩水平极限荷载下土体失效模式,分析不同长径比、土体弹性模量系数、桩土摩擦因数等参数对单桩基础水平极限承载力影响。结果表明:桩体预埋深度增加后,桩体从刚性桩向刚柔性桩转变,土体破坏模式从楔形、旋转破坏转变为楔形、满流和旋转破坏。土体弹性模量系数对单桩基础水平极限承载力影响较小,长径比和桩土摩擦系数对单桩基础水平极限承载力有较大影响。 展开更多
关键词 非均质黏土 单桩基础 水平极限承载力 海上风机 有限元模型
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考虑局部冲刷的海上风电单桩基础侧向承载特性 被引量:1
10
作者 张融圣 刘寒秋 +4 位作者 朱嵘华 陈勇 田振亚 涂智圣 孙香 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1061-1067,共7页
在当前海上风电单桩基础设计中,通常会忽略局部冲刷坑形态并直接简化为整体冲刷,造成桩基设计偏于保守。针对这一问题,文章采用适用于大直径单桩的双曲线型p-y曲线构建桩-土相互作用模型,引入等效深度的概念,并基于土工离心机试验数据... 在当前海上风电单桩基础设计中,通常会忽略局部冲刷坑形态并直接简化为整体冲刷,造成桩基设计偏于保守。针对这一问题,文章采用适用于大直径单桩的双曲线型p-y曲线构建桩-土相互作用模型,引入等效深度的概念,并基于土工离心机试验数据对其进行修正,建立了考虑冲刷坑形态的单桩基础一维简化分析模型。通过与试验结果的对比,验证了模型的合理性。进一步对比分析其它修正模型,探讨了各模型对冲刷条件下单桩基础侧向响应的预测效果,结果表明:局部冲刷主要导致浅层海床的桩侧土反力减小,故合理修正浅层土的p-y曲线是分析受冲刷单桩侧向响应的关键。现有模型由于低估了局部冲刷后浅层海床土的竖向有效应力,导致桩基侧向响应预测结果更接近于整体冲刷模型。 展开更多
关键词 局部冲刷 单桩基础 P-Y曲线 侧向承载特性
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软弱地基中海上风电大直径缩径单桩基础结构设计研究 被引量:1
11
作者 赵昊 邱旭 +2 位作者 李会 马文冠 刘鑫 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期712-717,共6页
基于真实设计参数和环境荷载,通过PLAXIS Monopile Designer和SACS软件实现某风场机位的缩径单桩优化设计,并进行结构极限强度、结构变形、自振频率和疲劳分析计算。相比于相同上部尺寸的常规单桩基础,缩径单桩具有较大的泥面转角和水... 基于真实设计参数和环境荷载,通过PLAXIS Monopile Designer和SACS软件实现某风场机位的缩径单桩优化设计,并进行结构极限强度、结构变形、自振频率和疲劳分析计算。相比于相同上部尺寸的常规单桩基础,缩径单桩具有较大的泥面转角和水平位移,较低的竖向位移和自振频率,计算结果验证了缩径单桩基础方案的可行性,并可实现节省10.9%的用钢量。 展开更多
关键词 海上风电场 海上风力发电机 海上风电结构 缩径单桩基础 结构设计
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大直径单桩基础稳桩平台结构强度分析 被引量:1
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作者 张犇 覃廖开 《船海工程》 北大核心 2024年第3期107-112,119,共7页
针对自升式海上风电安装船/平台自带的抱桩器纠偏载荷较小、传统稳桩平台作业水深有限、均无法满足大直径单桩基础沉桩作业需求等问题,设计一款可适用于大直径单桩基础施工的新型稳桩平台。考虑稳桩平台底部有支撑和无支撑两种情况,采用... 针对自升式海上风电安装船/平台自带的抱桩器纠偏载荷较小、传统稳桩平台作业水深有限、均无法满足大直径单桩基础沉桩作业需求等问题,设计一款可适用于大直径单桩基础施工的新型稳桩平台。考虑稳桩平台底部有支撑和无支撑两种情况,采用SESAM软件对其整体结构强度进行计算分析;基于DNV规范,分别采用手工计算校核和ANSYS Workbench软件模拟两种方式,对其主吊耳局部结构强度进行评估。结果表明,新型稳桩平台整体结构强度和主吊耳局部结构强度均满足要求,主吊耳有限元计算应力值较手工校核应力值更大。 展开更多
关键词 大直径单桩基础 稳桩平台 结构强度
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海上风电机组单桩基础模态及参数敏感性分析 被引量:20
13
作者 靳军伟 杨敏 +1 位作者 王伟 王其标 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期386-392,共7页
采用里兹向量直接叠加法,在考虑桩-土相互作用的条件下对海上风机单桩基础进行模态分析,得到了单桩基础9阶模态特性,基于精确的基础设计,有效地避开了风机叶片工作时的振动频率以及海浪的波动频率.发现前2阶水平向弯曲振型频率为判断单... 采用里兹向量直接叠加法,在考虑桩-土相互作用的条件下对海上风机单桩基础进行模态分析,得到了单桩基础9阶模态特性,基于精确的基础设计,有效地避开了风机叶片工作时的振动频率以及海浪的波动频率.发现前2阶水平向弯曲振型频率为判断单桩基础共振的主要频率.通过探讨套筒、土体、桩基础等方面的一系列参数对单桩风电机组基础模态的影响规律发现单桩基础自振频率随着套筒壁厚、土层水平向参数、桩体壁厚、桩径的增大而增大,随桩悬臂长度的增大而减小,其中受桩径影响最为显著.单桩基础自振频率随桩体埋深呈现非线性变化,并存在临界深度,超过该深度后频率基本保持不变.桩侧土体的摩阻力大小对水平向弯曲振型没有影响. 展开更多
关键词 海上风机 单桩基础 模态分析 参数分析
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海上风电场单桩基础结构冲刷实验研究 被引量:10
14
作者 刘超 孙文 +2 位作者 张积乐 张平 黄维平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期316-321,共6页
针对海上风电场单桩基础结构的冲刷问题进行物理模型试验研究,采用7个直径分别为0.025、0.050、0.075、0.100、0.400、0.700、1.000 m的模型,试验流速根据实验室条件分别取0.1、0.3、0.5和0.6 m/s。试验结果显示,桩的冲刷深度与桩径的... 针对海上风电场单桩基础结构的冲刷问题进行物理模型试验研究,采用7个直径分别为0.025、0.050、0.075、0.100、0.400、0.700、1.000 m的模型,试验流速根据实验室条件分别取0.1、0.3、0.5和0.6 m/s。试验结果显示,桩的冲刷深度与桩径的关系呈二次抛物线型。冲刷深度与桩径的比值随桩径的增大呈二次抛物线衰减,无量纲冲刷深度随流速的增大也呈二次抛物线增大,与DNV规范的推荐计算方法吻合。冲刷坑的大小与冲刷深度的比值基本为常数,与现行规范的计算方法吻合。 展开更多
关键词 海上风电 桩基冲刷 局部冲刷 单桩基础
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海上风电单桩基础局部冲刷研究进展 被引量:26
15
作者 杨奇 刘红军 +1 位作者 潘光来 孙鹏鹏 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2019年第5期74-81,共8页
风能作为一种绿色环保的可再生能源具有重要的应用前景,海上风力发电的研究受到广泛关注。在波浪和潮流荷载作用下,会导致风电桩基周围土体发生局部冲刷,影响桩基的性能。阐述了海上风电单桩基础局部冲刷的研究进展,综述了桩基局部冲刷... 风能作为一种绿色环保的可再生能源具有重要的应用前景,海上风力发电的研究受到广泛关注。在波浪和潮流荷载作用下,会导致风电桩基周围土体发生局部冲刷,影响桩基的性能。阐述了海上风电单桩基础局部冲刷的研究进展,综述了桩基局部冲刷的机理,总结了不同的平衡冲刷深度计算方法,对不同学者的模型试验、数值计算以及现场观测进行对比分析,探讨其中的不足并提出若干展望和思考。相关研究成果显示结合现场观测数据和冲刷预测模型的海上风机单桩基础防冲刷设计是有效的。 展开更多
关键词 局部冲刷 单桩基础 冲刷深度 耦合作用 海床
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软土地基中风机单桩基础累积侧向位移分析 被引量:8
16
作者 胡安峰 付鹏 +2 位作者 江进华 谢康和 李良 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2257-2263,共7页
为研究软土地基中近海风机大直径单桩基础在长期受荷时的累积侧向变形问题,基于室内循环三轴试验,建立考虑孔压累积的软黏土刚度衰减模型。通过对ABAQUS进行二次开发,在有限元分析程序中建立刚度衰减模型,并引入门槛循环应力比对不同应... 为研究软土地基中近海风机大直径单桩基础在长期受荷时的累积侧向变形问题,基于室内循环三轴试验,建立考虑孔压累积的软黏土刚度衰减模型。通过对ABAQUS进行二次开发,在有限元分析程序中建立刚度衰减模型,并引入门槛循环应力比对不同应力水平的土体分区计算。研究结果表明:在刚度衰减模型中采用门槛循环应力比作为是否考虑孔压累积的标准更符合真实情况;当循环荷载较小时,桩身泥面位移在一定循环次数后趋于稳定;当荷载幅值超过一定值后,桩身泥面位移迅速发展,且不再稳定;当桩基埋入深度较小时,增加桩基埋深能有效降低桩身侧向位移。 展开更多
关键词 单桩基础 循环荷载 刚度衰减模型 软黏土 孔压累积
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长期反复荷载作用对海上风电单桩基础的影响分析 被引量:13
17
作者 马宏旺 杨峻 陈龙珠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期121-126,141,共7页
国内外已建成的海上风电通常采用大直径单桩基础,需承受多种复杂外部荷载,如风荷载、波浪荷载和潮流荷载等。在长期反复荷载作用下,单桩基础产生累积变形,侧向刚度发生变化,而这些性能的变化会对海上风电整体安全性产生重要影响。对于... 国内外已建成的海上风电通常采用大直径单桩基础,需承受多种复杂外部荷载,如风荷载、波浪荷载和潮流荷载等。在长期反复荷载作用下,单桩基础产生累积变形,侧向刚度发生变化,而这些性能的变化会对海上风电整体安全性产生重要影响。对于这个问题,目前设计中采用规范给出的简化设计方法考虑长期反复荷载的影响,即在传统的p-y曲线上乘以一个降低系数,而没有针对海上风电大直径单桩基础给出具体的设计方法。鉴于p-y曲线是基于较小直径桩试验结果所得,对于大直径桩是否安全可靠,还需要验证。鉴于此,采用文献提出的桩周边土体在反复荷载作用下变化的简化模型,建立了整体三维有限元模型,考虑长期反复荷载作用对桩周边土性能的影响,以一实际海上风电案例为背景,研究长期反复荷载对海上风电基础自振频率和桩体变形性能的影响以及参数敏感性分析,分析结果对海上风电单桩基础设计有一定的参考作用。 展开更多
关键词 海上风电 单桩基础 基础变形 长期反复荷载 数值模拟
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3.6MW海上风机单桩基础设计与分析 被引量:56
18
作者 王国粹 王伟 杨敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期95-100,共6页
统计数据表明海上风机基础中单桩基础形式所占比例在65%以上,因此对单桩基础设计与分析方法的研究更显其重要性。基于多个海上风电场设计实践和经验归纳了海上风机单桩基础的设计要点。海上风机所处的海洋环境决定了单桩基础所受荷载多... 统计数据表明海上风机基础中单桩基础形式所占比例在65%以上,因此对单桩基础设计与分析方法的研究更显其重要性。基于多个海上风电场设计实践和经验归纳了海上风机单桩基础的设计要点。海上风机所处的海洋环境决定了单桩基础所受荷载多为水平向长期循环荷载,为此,在总结现有水平受荷桩计算方法的基础上,建立了可以考虑长期循环荷载影响的理想弹塑性桩土相互作用计算模型。以我国某海上风电场为例,采用单桩基础形式进行了基础方案设计,并在设计计算中展开了上述方法与国际上其他单桩分析方法的对比分析,以验证其有效性。理想弹塑性方法计算方便,能够考虑土层分布和施工条件以及长期循环荷载对桩基性状的影响,可应用于单桩海上风机单桩基础设计。 展开更多
关键词 海上风机 单桩基础 水平受荷桩 理想弹塑性
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水平荷载下海上风机单桩基础桩土相互作用研究 被引量:17
19
作者 刘红军 尹燕京 常季青 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期113-120,共8页
海上风电作为一种清洁绿色的能源越来越受到人们的关注,海上风机会承受风、浪、流等水平荷载的作用,因此水平荷载下海上风机单桩基础桩土相互作用一直是人们研究的热点。本文对水平荷载作用下海上风机单桩基土相互作用进行研究,通过ABA... 海上风电作为一种清洁绿色的能源越来越受到人们的关注,海上风机会承受风、浪、流等水平荷载的作用,因此水平荷载下海上风机单桩基础桩土相互作用一直是人们研究的热点。本文对水平荷载作用下海上风机单桩基土相互作用进行研究,通过ABAQUS有限元数值分析软件建立桩土模型。结果显示:桩顶水平极限位移约为11.25cm,海床面以下1~5m范围为桩身弯矩和桩身mises应力较大的区段;随着桩顶水平位移的逐渐增大,桩身挠曲逐渐向深处发展,桩体位移零点位置逐渐向下;桩体的水平位移会对桩侧土体产生挤压作用,这种挤压作用会使土体塑性屈服区逐渐向下发展,土体水平位移呈半圆形放射状分布,浅层土体mises应力产生非对称分布。 展开更多
关键词 海上风机 单桩基础 ABAQUS 水平荷载 桩土相互作用
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海上风机单桩基础疲劳损伤计算方法 被引量:18
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作者 赵俭斌 席义博 王振宇 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1711-1719,共9页
为提高海上风机基础疲劳损伤计算的准确性,评价不同计算方法的适用性和影响,以海上风机单桩基础为例进行疲劳评价,建立全时域的动力分析模型和基于功率谱密度函数的频域疲劳损伤计算流程,研究气动阻尼比取值、风与波浪联合作用、应力幅... 为提高海上风机基础疲劳损伤计算的准确性,评价不同计算方法的适用性和影响,以海上风机单桩基础为例进行疲劳评价,建立全时域的动力分析模型和基于功率谱密度函数的频域疲劳损伤计算流程,研究气动阻尼比取值、风与波浪联合作用、应力幅概率分布模型对基础疲劳损伤的影响.结果表明:基础疲劳损伤受气动阻尼比影响突出,风致疲劳损伤对气动阻尼比的敏感性大于浪致疲劳损伤;由于风与波浪联合作用对基础的疲劳损伤有较大影响,简单叠加风致疲劳损伤和浪致疲劳损伤得到的结果较风与波浪联合作用时偏小;确定合适的应力幅概率分布模型十分必要,频域法中采用Dirlik模型得到的风致疲劳损伤和采用快速傅里叶逆变换(IFFT)的浪致疲劳损伤分别与时域法的结果相近,但叠加的总疲劳损伤小于风与波浪联合作用时的总疲劳损伤. 展开更多
关键词 海上风机单桩基础 疲劳损伤 动力分析 频域法 气动阻尼比 应力幅概率分布模型
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