海上风电机组吸力式桶形基础承载力分析与设计 被引量：30

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作者 朱斌 应盼盼 +3 位作者 郭俊科 张文龙 孔德琼 陈云敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期443-450,共8页

吸力式桶形基础由于施工方便的优势将成为海上风电机组的一种重要基础型式。针对海上风电机组承受巨大倾覆弯矩荷载的受荷特性,基于单桶基础模型试验获得的变形模式和桶-土相互作用力,提出了单桶基础基于变形控制的倾覆弯矩承载力分析方... 吸力式桶形基础由于施工方便的优势将成为海上风电机组的一种重要基础型式。针对海上风电机组承受巨大倾覆弯矩荷载的受荷特性,基于单桶基础模型试验获得的变形模式和桶-土相互作用力,提出了单桶基础基于变形控制的倾覆弯矩承载力分析方法,突破了现有基于极限状态的承载力分析方法;基于多桶基础模型试验及相应的排水状况分析,提出了多桶基础倾覆弯矩承载力分析方法。从而为海上风机吸力式单桶基础和多桶基础承载力分析提供了有效方法。桶体高宽比和直径及单桶直径和桶间距分别决定了风机单桶和多桶基础的倾覆弯矩承载力。在一次典型风暴潮下,粉土地基中风机多桶基础桶内的负压来不及消散,其承载力可按不排水情况进行分析,此时桶内负压的存在将大幅提高多桶基础的整体抗倾覆性能。最后将所提出的承载力分析方法应用于某典型海上风机的基础设计中,供类似工程借鉴参考。 展开更多

关键词 风电机组 吸力式桶形基础 单桶 多桶 弯矩承载力 设计

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粉土中吸力式桶形基础沉贯及抗拔特性试验研究 被引量：33

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作者 朱斌 孔德琼 +2 位作者 童建国 孔令刚 陈仁朋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1045-1053,共9页

吸力式桶形基础的负压沉贯控制和抗拔承载力确定是海洋钻井平台和海上风电机组多桶基础以及深海吸力锚基础设计和施工中的关键问题。通过室内大比例模型试验研究了吸力式桶形基础在饱和粉土中的负压沉贯及抗拔特性。负压沉贯试验结果表... 吸力式桶形基础的负压沉贯控制和抗拔承载力确定是海洋钻井平台和海上风电机组多桶基础以及深海吸力锚基础设计和施工中的关键问题。通过室内大比例模型试验研究了吸力式桶形基础在饱和粉土中的负压沉贯及抗拔特性。负压沉贯试验结果表明负压并不能明显减小吸力式桶形基础在粉土中的沉贯阻力,基于CPT试验结果可较为准确地预估沉贯施工所需负压,从而确保沉贯的顺利实施和防止沉贯过程中地基发生管涌破坏。不同加载速率下的上拔试验结果表明存在一临界加载速率,当实际加载速率超过该临界值后,加载速率对吸力式桶形基础的抗拔特性影响较小。结合桶体及桶外土体的变形,提出了粉土地基中不同受力状况下吸力式桶形基础的抗拔承载力计算方法。 展开更多

关键词 吸力式桶形基础 粉土 沉贯 抗拔 承载力

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饱和砂土地基中吸力式桶形基础水平承载力研究 被引量：14

3

作者 金书成 张永涛 +1 位作者 杨炎华 黎冰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期221-227,共7页

吸力式桶形基础不仅承受着上部结构及自身所引起的竖向荷载,还受到波浪、海流、海风等引起的水平荷载作用,在高纬度海域冬季还可能受到海冰的长时间挤压作用。利用三维有限元模型,研究饱和排水砂土条件下吸力式桶形基础的水平极限承载... 吸力式桶形基础不仅承受着上部结构及自身所引起的竖向荷载,还受到波浪、海流、海风等引起的水平荷载作用,在高纬度海域冬季还可能受到海冰的长时间挤压作用。利用三维有限元模型,研究饱和排水砂土条件下吸力式桶形基础的水平极限承载力和失稳模式,分析缓慢施加水平荷载时吸力式桶形基础失稳破坏机制,探讨不同长径比的桶形基础承载性能,研究桶体内外壁土压力分布情况和转动轴位置,并根据极限平衡解法,推导出饱和砂土地基桶形基础水平极限承载力计算公式。研究结果可为砂土地基条件下的吸力式桶形基础的设计提供参考。 展开更多

关键词 吸力式桶形基础 饱和砂土地基 水平极限承载力 失稳模式 极限平衡解法

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吸力式桶形基础抗拔承载力特性试验研究 被引量：12

4

作者 矫滨田 鲁晓兵 +1 位作者 赵京 时忠民 《中国海洋平台》 2006年第3期27-30,共4页

为了了解吸力式桶形基础在饱和粉细砂中的抗拔承载力特性,对不同桶高、不同加载速率下的桶形基础进行了室内小模型抗拔承载力试验。结果表明,桶高和加载速率对桶形基础抗拔承载力有着显著的影响。根据试验结果分析了桶形基础抗拔承载力... 为了了解吸力式桶形基础在饱和粉细砂中的抗拔承载力特性,对不同桶高、不同加载速率下的桶形基础进行了室内小模型抗拔承载力试验。结果表明,桶高和加载速率对桶形基础抗拔承载力有着显著的影响。根据试验结果分析了桶形基础抗拔承载力的作用机理。 展开更多

关键词 吸力式桶形基础 抗拔承载力 饱和土

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软土中吸力式桶形基础倾覆承载性能离心模型试验 被引量：9

5

作者 朱斌 应盼盼 邢月龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期247-252,共6页

输电杆塔和风电机组基础主要承受上部结构倾覆弯矩荷载,倾覆承载性能是该类基础设计中的关键问题。针对饱和软黏土地基中的杆式结构桶形基础,通过开展位移控制循环加载、位移维持加载、力控制循环加载和单调静力加载离心模型试验,研究... 输电杆塔和风电机组基础主要承受上部结构倾覆弯矩荷载,倾覆承载性能是该类基础设计中的关键问题。针对饱和软黏土地基中的杆式结构桶形基础,通过开展位移控制循环加载、位移维持加载、力控制循环加载和单调静力加载离心模型试验,研究其倾覆承载能力。试验发现,当桶形基础达到极限承载力时其转动中心位置约在桶盖正下方0.8倍桶裙高度处;当循环倾覆弯矩幅值与极限抗弯承载力比值小于3/5时,桶形基础在循环过程中转角的累积难以持续增长,并逐渐趋于稳定;循环加载作用下土与结构相互作用刚度出现明显弱化,所获得的桶形基础循环弱化因子阈值约为0.15;位移维持加载的峰值荷载-位移曲线与单调静力加载的荷载-位移曲线较为一致,位移维持加载的谷值荷载-位移曲线对应的承载力较峰值荷载-位移曲线对应的承载力明显偏小,减少约30%~40%。 展开更多

关键词 离心模型试验 吸力式桶形基础 倾覆承载 循环加载 维持加载

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非共轴本构模型在吸力式桶形基础承载力数值计算中应用

6

作者 罗强 栾茂田 +1 位作者 杨蕴明 王忠涛 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期553-558,共6页

当吸力式桶形基础承受竖向荷载作用时,其周围地基容易发生整体剪切破坏,由主应力旋转引起的非共轴现象不容忽视.基于有限元软件ABAQUS二次开发端口UMAT,将非共轴本构模型应用到桶形基础的竖向地基承载力问题的有限元计算中.结果表明,非... 当吸力式桶形基础承受竖向荷载作用时,其周围地基容易发生整体剪切破坏,由主应力旋转引起的非共轴现象不容忽视.基于有限元软件ABAQUS二次开发端口UMAT,将非共轴本构模型应用到桶形基础的竖向地基承载力问题的有限元计算中.结果表明,非共轴模型对地基的整体剪切破坏模式没有影响,但是对地基竖向承载力-位移曲线具有显著的软化作用,同时,对地基的竖向极限承载力具有降低作用.如果通过竖向位移来确定地基容许承载力,则非共轴模型得到的计算结果是比较安全的. 展开更多

关键词 非共轴 数值积分 地基承载力 吸力式桶形基础

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海上风机吸力式桶形基础竖向承载力特性研究 被引量：4

7

作者 廖倩 毋晓妮 李晔 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第3期120-125,共6页

吸力式桶形基础作为一种新型的海上风机基础,正逐渐以单桶或者多桶组合形式被应用于海上风机支撑基础设计中。然而目前对应用于海上风机基础的桶形基础的极限承载力的研究仍存在研究不全面和结果不统一的问题。本文以宽浅型单桶基础为例... 吸力式桶形基础作为一种新型的海上风机基础,正逐渐以单桶或者多桶组合形式被应用于海上风机支撑基础设计中。然而目前对应用于海上风机基础的桶形基础的极限承载力的研究仍存在研究不全面和结果不统一的问题。本文以宽浅型单桶基础为例,采用有限元软件Abaqus对海上风机吸力式桶形基础在饱和黏土地基中的竖向承载特性进行三维有限元分析。考虑桶土接触面分离条件对极限承载力和土体破坏模式的影响,并且对桶形基础长径比、土体的有效重度以及土体不排水抗剪强度分布对桶形基础竖向极限承载特性的影响进行分析。研究成果可以为海上风机吸力式桶形基础设计提供参考。 展开更多

关键词 吸力式桶形基础 竖向承载力 三维有限元分析 变动参数比较研究

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循环荷载作用下吸力式桶形基础承载性能的弹塑性计算分析 被引量：1

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作者 罗浩天 武科 +2 位作者 王广月 王景琪 郑扬 《水道港口》 2022年第4期518-523,共6页

海上风电建设作为未来风能开发的主力,将在我国东部广阔的海岸线地区快速发展。作为近年来出现的一种新的基础形式,吸力式桶形基础引起国内外学者的广泛关注。然而,海上风机结构物工作的海洋环境十分复杂,吸力式桶形基础结构不仅要承受... 海上风电建设作为未来风能开发的主力,将在我国东部广阔的海岸线地区快速发展。作为近年来出现的一种新的基础形式,吸力式桶形基础引起国内外学者的广泛关注。然而,海上风机结构物工作的海洋环境十分复杂,吸力式桶形基础结构不仅要承受整个风机的自重与工作荷载,还要长期受到海风、海流、海浪等循环荷载的冲击,若其承载性能不足将直接导致风机设施整体垮塌、结构破坏。因此,基于FLAC3D数值分析软件,建立吸力式桶形基础动力效应的三维力学计算模型,研究吸力式桶形基础在竖向、水平、弯矩、扭矩四种单向循环力作用下的极限承载力特性,为海洋基础结构设计与施工提供理论参考。 展开更多

关键词 吸力式桶形基础 循环荷载 承载性能 数值计算

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十字形内隔板对桶形基础各单向承载力和破坏模式的影响分析 被引量：5

9

作者 肖忠 葛博睿 +1 位作者 王元战 王琰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3136-3144,共9页

为了研究十字形内隔板对吸力式桶形基础各单向承载力和破坏模式的影响,分别建立了软土地基上带十字形内隔板和不带内隔板的吸力式桶形基础及实心圆形基础的有限元模型,并利用位移加载法对3种基础在不同基础埋深比和土体剪切强度时的各... 为了研究十字形内隔板对吸力式桶形基础各单向承载力和破坏模式的影响,分别建立了软土地基上带十字形内隔板和不带内隔板的吸力式桶形基础及实心圆形基础的有限元模型,并利用位移加载法对3种基础在不同基础埋深比和土体剪切强度时的各单向承载力进行了大量的有限元计算和分析。计算结果表明,当软土地基的剪切强度均一时,吸力式桶形基础的各单向承载力基本不受内隔板的影响,3种基础的破坏模式基本相同;当软土地基的剪切强度不均一时,在深径比较小时,十字形内隔板可明显提高桶形基础承受力矩和水平荷载的能力(尤其是力矩承载力),其提高效果随着土体剪切强度不均一度指标的增大而增大,且基本等同于实心圆形基础,但对竖向承载力提高不大,剪切强度不均一的软基上埋深比较小的不带内隔板的桶形基础在转角或水平位移加载下的破坏模式和另外两种基础有显著不同。给出了带十字形内隔板的吸力式桶形基础各单向承载力的简化计算公式。 展开更多

关键词 吸力式桶形基础 各单向承载力 破坏模式 内隔板 软土地基

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波浪与冲刷作用后吸力式基础承载力分析 被引量：4

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作者 张明生 陈旭光 +2 位作者 张建华 田澄 刘茜茜 《能源与环保》 2018年第4期117-123,共7页

吸力式桶形基础是一种应用于海上风机的典型基础形式,波浪循环荷载与海流引起的冲刷会影响基础的承载力,进而危及结构的安全。采用模型试验手段和有限元软件数值方法,分析了基础的长径比(0.50、0.75和1.00)、冲刷和波浪荷载作用对基础... 吸力式桶形基础是一种应用于海上风机的典型基础形式,波浪循环荷载与海流引起的冲刷会影响基础的承载力,进而危及结构的安全。采用模型试验手段和有限元软件数值方法,分析了基础的长径比(0.50、0.75和1.00)、冲刷和波浪荷载作用对基础的承载特性的影响。研究发现:随着长径比的增加,吸力式桶形基础承载力(水平和竖向抗拔)的增长速率明显加快而冲刷作用会降低其增长速率;静力荷载作用下分为弹性变形、塑性变形和失稳破坏3个阶段;试验中前期波浪作用扮演改变砂土密实度的角色,不同波浪作用下的砂土会发生剪胀和剪缩,结合数值计算结果说明了砂土剪胀角对基础承载力的影响;随着波浪荷载和冲刷深度的增加,吸力式基础的承载力呈下降趋势。 展开更多

关键词 吸力式桶形基础 长径比 波浪循环荷载 冲刷深度 承载特性

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斜壁桶形基础承载特性三维有限元分析 被引量：3

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作者 徐文强 袁凡凡 +1 位作者 韦昌富 杨朝帅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期492-497,共6页

基于Mohr-Coulomb本构模型,针对吸力式斜壁桶形基础建立了三维有限元数值计算模型,并通过模型试验数据进行了验证。在此基础上,细致地进行了数值计算与分析,探讨了长径比、桶壁斜率等相关影响因素与饱和软黏土中斜壁桶形基础承载力之间... 基于Mohr-Coulomb本构模型,针对吸力式斜壁桶形基础建立了三维有限元数值计算模型,并通过模型试验数据进行了验证。在此基础上,细致地进行了数值计算与分析,探讨了长径比、桶壁斜率等相关影响因素与饱和软黏土中斜壁桶形基础承载力之间的依赖关系。同时以Vesic经验公式为基础,考虑桶体与相接触土体之间的黏结作用,提出了一个针对斜壁单桶基础的竖向承载力公式,公式结果与有限元结果吻合较好。 展开更多

关键词 吸力式斜壁桶形基础 极限承载力 三维有限元分析

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