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黏性土中裙式吸力基础沉贯与注水拔出试验研究 被引量：14
1
作者 李大勇 王栋林 +1 位作者 张雨坤 高玉峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期568-575,共8页
开展模型试验研究海洋黏性土中裙式吸力基础沉贯和注水上拔特性,并研究了土体强度、基础尺寸和安装方式等影响因素。研究表明:主桶长径比为1.0和2.0的裙式吸力基础最终沉贯深度较相同高度传统吸力基础仅降低2%和6%,证实了裙式吸力基础... 开展模型试验研究海洋黏性土中裙式吸力基础沉贯和注水上拔特性,并研究了土体强度、基础尺寸和安装方式等影响因素。研究表明:主桶长径比为1.0和2.0的裙式吸力基础最终沉贯深度较相同高度传统吸力基础仅降低2%和6%,证实了裙式吸力基础在黏性土中具有良好沉贯性。主桶和裙结构在吸力沉贯时对土体造成扰动,导致吸力沉贯阻力小于压力贯入时的阻力。基于极限平衡方法,提出了裙式吸力基础在黏性土中的沉贯阻力与所需吸力的计算公式,并验证其准确性。得到传统和裙式吸力基础在注水拔出过程中基础内部水压力、上拔阻力与基础上拔位移之间的关系,发现基础内部水压力随上拔位移先迅速增加至最大值,然后逐渐降低,裙式吸力基础最终上拔位移小于相同基础高度的传统吸力基础。得到了裙式吸力基础注水拔出阻力计算公式。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 黏性土 吸力沉贯 注水拔出 模型试验
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分层土中裙式吸力基础吸力沉贯特性模型试验研究 被引量：4
2
作者 张雨坤 秦廷辉 +1 位作者 李大勇 王冲冲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1317-1325,共9页
针对一种新型海上风电基础形式-裙式吸力基础,开展模型试验,研究其在分层土地基中的沉贯特性。讨论了土层分布形式(砂土、黏性土、上层砂土及下层黏性土(简称上砂下黏)、上层黏性土及下层砂土(简称上黏下砂))、沉贯方式的影响。研究表明... 针对一种新型海上风电基础形式-裙式吸力基础,开展模型试验,研究其在分层土地基中的沉贯特性。讨论了土层分布形式(砂土、黏性土、上层砂土及下层黏性土(简称上砂下黏)、上层黏性土及下层砂土(简称上黏下砂))、沉贯方式的影响。研究表明:裙式吸力基础在分层土中具有良好的沉贯性能。与传统吸力基础相比,裙式吸力基础在砂土、黏性土、上砂下黏和上黏下砂地基中最终沉贯深度较传统吸力基础分别增加10.0%、2.3%、3.0%和9.6%,沉贯最大吸力值分别增加0.9%、14.4%、66.2%和92.2%。黏性土层位置和厚度对基础沉贯特性影响显著。上黏下砂地层中,基础最大吸力值出现在土层分界面处,最大吸力值随土层分布系数t(上层土厚度与土体总厚度的比值)的增加而逐渐增大,最终沉贯深度随土层分布系数增加而逐渐减小。上砂下黏地层中,裙式吸力基础最大吸力值出现在最大沉贯深度处,吸力最大值随土层分布系数的增加而逐渐减小,最终沉贯深度受土层分布系数影响较小。此外,同时抽吸主桶和裙结构内水体进行沉贯,最终沉贯深度大于只抽主桶情况。在砂土、黏性土、上黏下砂(t=0.4)和上砂下黏(t=0.4)等4种地基中,裙式吸力基础采用同时抽主桶和裙结构的沉贯方式,最终沉贯深度较只抽主桶情况分别增大了13.8%、3.4%、16.4%和4.6%。研究成果为进一步阐明吸力基础在分层土中沉贯机制及指导工程实践,具有借鉴意义。 展开更多
关键词 裙式吸力基础(MSC) 分层土 模型试验 沉贯方式 吸力变化 土塞高度
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基于模型试验的上拔过程中裙式吸力基础内部负压及荷载——位移变化 被引量：4
3
作者 李大勇 马士力 张雨坤 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期1474-1481,共8页
基于1-g模型试验,研究裙式吸力基础在饱和细海砂中的抗拔承载特性,及不同加载速率、裙结构尺寸对基础抗拔承载力和主桶以及裙内负压变化的影响。试验结果表明:裙式吸力基础底部的上拔破坏形式与传统吸力基础顶部密封时基础的底部破坏形... 基于1-g模型试验,研究裙式吸力基础在饱和细海砂中的抗拔承载特性,及不同加载速率、裙结构尺寸对基础抗拔承载力和主桶以及裙内负压变化的影响。试验结果表明:裙式吸力基础底部的上拔破坏形式与传统吸力基础顶部密封时基础的底部破坏形式相同,也为局部拉伸破坏。增大裙高和裙宽均可增大裙式吸力基础的极限抗拔承载力,且增大裙宽对裙式吸力基础的极限抗拔承载力增大比较明显。裙式吸力基础上拔承载力,使得主桶被动吸力以及裙内被动吸力同时达到极限值。裙式吸力基础的主桶被动吸力不随裙高的增大而增大,但随着加载速率的增大,裙式吸力基础主桶被动吸力和裙内被动吸力均明显增大。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 抗拔承载力 模型试验 被动吸力
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砂土中裙式吸力基础复合承载特性数值模拟 被引量：7
4
作者 张雨坤 王冲冲 +1 位作者 李大勇 亓义菘 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第4期1515-1521,共7页
海上风电基础在服役过程中,长期受到上部结构传递的竖向荷载以及风、波浪等产生的水平荷载及倾覆力矩作用。这些荷载同时作用于基础,导致基础的复合承载特性复杂。针对海上风电裙式吸力基础开展数值模拟,研究裙式吸力基础在复合加载条... 海上风电基础在服役过程中,长期受到上部结构传递的竖向荷载以及风、波浪等产生的水平荷载及倾覆力矩作用。这些荷载同时作用于基础,导致基础的复合承载特性复杂。针对海上风电裙式吸力基础开展数值模拟,研究裙式吸力基础在复合加载条件下的承载能力:在复合加载条件下,裙式吸力基础的承载能力更大;随着裙结构宽度和高度的增大,裙式吸力基础的复合承载力逐渐增大;绘制了吸力基础在二维复合荷载(竖向荷载-水平荷载、竖向荷载-弯矩荷载、水平荷载-弯矩荷载)作用情况下的破坏包络线图形以及在三维复合荷载(竖向荷载-水平荷载-弯矩荷载)作用情况下的破坏包络面,得到了裙式吸力基础破坏表达式,可指导工程实践。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 数值模拟 复合荷载下的承载力 破坏包络线
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变向水平加载下裙式吸力基础三维运动及周围砂土变形规律试验研究
5
作者 张雨坤 杨逸飞 李大勇 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期78-91,共14页
海上风电基础长期受到水平风、波浪荷载作用,荷载方向随季节和气象变化显著,影响基础安全服役。裙式吸力基础是海上风电新型基础形式,开展模型试验,研究其在变向水平单调荷载下三维运动及砂土表面变形规律。研究表明:水平荷载方向改变之... 海上风电基础长期受到水平风、波浪荷载作用,荷载方向随季节和气象变化显著,影响基础安全服役。裙式吸力基础是海上风电新型基础形式,开展模型试验,研究其在变向水平单调荷载下三维运动及砂土表面变形规律。研究表明:水平荷载方向改变之后,裙式吸力基础运动方向并非始终与加载方向一致,基础运动模式分为三个阶段,第一阶段主要发生基础水平面内转角的改变(水平面内即扭转运动),第二阶段基础水平面内转角与竖直方向倾角变化程度相近,第三阶段主要发生竖直方向倾角的改变。加载方向改变后,裙式吸力基础在水平面内运动方向随水平荷载的增加由初始加载方向逐渐向水平荷载加载方向偏移,即水平面内运动轨迹变化具有“滞后性”,且裙式吸力基础比传统吸力基础“滞后性”更加明显,表明变向水平荷载作用下裙式吸力基础有更强的稳定性。荷载方向改变后,基础周围土体表面变形范围不规则、沿水平加载方向不对称,不对称性主要表现在初始加载方向前侧和后侧,且当荷载偏转角度为90°时,不对称性最明显。裙式吸力基础周围土体表面变形范围大于传统吸力基础,最大为传统吸力基础的1.60倍;裙式吸力基础前后侧土体表面变形范围之比小于传统吸力基础。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 变向水平加载 模型试验 基础三维运动 土体变形
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砂土中裙式吸力基础注水拔出渗流规律数值模拟
6
作者 李佳禧 张雨坤 李大勇 《人民长江》 北大核心 2022年第11期163-169,共7页
裙式吸力基础是一种新型海上风电基础形式。相比于传统吸力基础,裙式吸力基础具有更高的承载力和控制基础变形的能力。当海上风电上部结构达到服务年限或沉贯安装失败时,可通过向吸力基础桶内注水实现基础的拔出回收和重复利用。为此针... 裙式吸力基础是一种新型海上风电基础形式。相比于传统吸力基础,裙式吸力基础具有更高的承载力和控制基础变形的能力。当海上风电上部结构达到服务年限或沉贯安装失败时,可通过向吸力基础桶内注水实现基础的拔出回收和重复利用。为此针对裙式吸力基础拔出过程,通过开展数值分析研究其在饱和砂土注水拔出过程中的渗流场分布规律。结果表明:注水拔出过程中,基础发生由内而外的渗流,导致基础内部土体向下移动,有效应力和侧壁摩阻力增大,基础外壁有效应力与侧壁摩阻力降低。注水拔出过程中,裙式吸力基础渗流影响区域与传统吸力基础差别较小。裙式吸力基础与传统吸力基础在水头等势线分布规律、土体孔压及有效应力的变化趋势上基本一致,但量值较传统吸力基础显著提高。拔出过程中,裙式吸力基础的“裙”结构内部产生负压,与主桶内部的压力正相反。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 注水拔出 渗流 数值模拟
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水平不共面单调及循环荷载下裙式吸力基础承载特性
7
作者 张雨坤 宫伟远 +1 位作者 李大勇 张恒 《岩土工程学报》 2025年第12期2528-2539,共12页
裙式吸力基础具有承载力高,控制侧移能力强的优点,非常适合作为深远海超大容量海上风机基础形式。作用于海上风机结构的风浪荷载具有长期不共面性,导致基础承载特性异常复杂。开展模型试验,研究砂土中裙式吸力基础在不共面单调荷载(模... 裙式吸力基础具有承载力高,控制侧移能力强的优点,非常适合作为深远海超大容量海上风机基础形式。作用于海上风机结构的风浪荷载具有长期不共面性,导致基础承载特性异常复杂。开展模型试验,研究砂土中裙式吸力基础在不共面单调荷载(模拟风荷载)和循环荷载(模拟波浪荷载)作用下的累积侧移、运动规律及水平承载力变化规律。试验结果表明,共面加载下,裙式吸力基础运动方向与荷载方向始终一致;不共面加载下,裙式吸力基础在水平面内逐渐向单调荷载方向运动,这种现象随循环荷载幅值和双向循环加载程度的增大逐渐明显。相同循环荷载次数下,裙式吸力基础总累积侧移最大值出现在单调荷载和循环荷载夹角为30°情况,说明将风浪荷载等效为共面作用进行分析设计,结果将偏于危险。各荷载夹角下,裙式吸力基础的总累积侧移均小于传统吸力基础。基于试验结果,得到了不共面单调及循环荷载共同作用下,裙式吸力基础水平面内总累积侧移预测公式。此外,裙式吸力基础在共面及不共面加载后,水平承载力均较加载前有所提升,原因为循环加载使基础周围砂土变密实。然而,不共面加载后,裙式吸力基础承载力低于共面加载情况,降低幅度随单调荷载和循环荷载夹角的增大逐渐增加。加载前后,裙式吸力基础水平承载力均显著高于传统吸力基础。研究成果对裙式吸力基础在深远海风电的推广应用提供了借鉴。 展开更多
关键词 裙式吸力基础 不共面水平单调和循环加载 模型试验 累积侧移 水平承载力
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