基于CEL的灵敏性黏土斜坡渐进破坏数值模拟研究

为了揭示灵敏性黏土斜坡渐进破坏机理,以加拿大Saint-Jude滑坡为研究案例,采用耦合欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)框架下的欧拉方法,开展灵敏性黏土斜坡渐进破坏数值模拟研究。研究结果表明:CEL数值模拟得到的Saint-Jude滑坡地形与现场勘测滑坡地形基本一致;CEL数值模拟方法可以有效地模拟灵敏性黏土斜坡从初始失稳破坏到后续渐进破坏的全过程,真实还原Saint-Jude滑坡的渐进破坏模式;CEL数值模拟方法有效地模拟灵敏性黏土斜坡渐进破坏过程中剪应力的演化特征,从而揭示灵敏性黏土斜坡渐进破坏机理。

基于剪切带扩展法的海底斜坡稳定性分析

简介剪切带扩展法(SBP)的原理及其在海底滑坡稳定性分析的应用;以舟山六横岛典型海底斜坡为分析案例,开展基于高斯函数的SBP和极限平衡法(LEM)斜坡稳定性对比分析研究;进行SBP输入参数对剪切带扩展系数R的敏感度分析.研究结果显示,对于斜坡剪切带破坏长度,当剪切带扩展系数R不大于1时,LEM与SBP得到的滑坡滑裂面区域一致,当R大于1时,SBP计算得到的最终滑动区域比LEM计算得到的区域大;在斜坡发生滑动破坏区域SBP比LEM计算得到的安全系数低;地震影响因素和土体特征位移对R的影响较大.

海底电缆悬跨段应力分布数值模拟研究

采用ABQUS数值模拟方法,建立埋设机海底电缆铺设数值模型,开展不同挖沟深度条件下海底电缆整体受力分析研究。结果表明:挖沟深度H对于电缆前跨度应力分布的影响并不明显,主要影响抓取跨度和后跨度电缆应力分布情况,抬升高度ΔH对于电缆局部最大应力的影响很小。因此,海底电缆铺设过程中的应力分析,应着重分析挖沟深度H对后缘提升点处的电缆受力情况。本研究成果可为海底电缆铺设作业提供参考依据。

海上风电单桩塔筒螺栓连接法兰数值模拟研究

海上风电场塔架一般由多段塔筒通过法兰螺栓连接而成,引起塔架倒塌的重要原因之一就是螺栓强度不足或者受力过大导致螺栓断裂。因此,分析塔架以及螺栓在风荷载下的应力特征具有重要的研究意义。通过对正常发电工况下塔架各处受荷情况进行理论计算,建立塔筒法兰-螺栓数值模型,基于塔架受力的理论计算结果对数值模型施加荷载,研究螺栓在风荷载工况下的应力特征。研究结果表明:海上风力发电塔架所受剪切力以及弯矩随着塔架高度的降低而增大,其中弯矩显著增大;连接塔筒法兰的螺栓在受到风荷载时,迎风侧的应力大于背风侧;螺栓迎风侧的应力峰值出现在根部位置,螺栓下根部应力最大,是螺栓最危险的位置。

海上风电钢管桩桩身开孔位置对海底电缆受力特性的影响研究

以江苏启东H1号某海上风电单桩基础为研究对象,采用ABAQUS数值模拟软件,建立海底电缆-桩身-海床土体的数值模型,分析采用桩身开孔引入缆线方式时,桩身开孔位置对海底电缆应力分布的影响规律。结果表明,海底电缆有2个局部应力较大的位置,分别是前部的缆线悬跨处和后部的缆线穿孔处;桩身开孔高度对海底电缆受力的影响较为显著,开孔高度从2 m上升到3.5 m时,缆线悬跨处的应力从2.32 MPa上升到4.23 MPa,增大了82.3%,缆线穿孔处的应力从6.29 MPa上升到10.1 MPa,增大了60.6%;相对于缆线穿孔处的海底电缆,缆线悬跨处海底电缆的应力较小,但缆线悬跨处的应力受桩基开孔高度的影响程度大于缆线穿孔处。

海上风电工程弯曲限制器受力特性数值模拟研究

海上风电工程一般采用桩身开孔引入海缆进入塔筒,为了防止桩身开孔处电缆的过度弯曲,通常采用弯曲限制器来对海缆进行保护。因此,研究弯曲限制器的应力特征,分析桩身开孔高度对弯曲限制器的应力影响规律具有重要的研究意义。建立了海底电缆-桩身-弯曲限制器数值模型,研究弯曲限制器在海缆安装工况和在位运行工况下的应力特征,分析桩身开孔高度对弯曲限制器应力的影响规律。研究结果表明,在海缆安装工况和在位运行工况下,弯曲限制器元件受到的拉应力大于压应力;弯曲限制器元件头部拐角处受力最大,是最危险的位置;弯曲限制器靠近桩身开孔位置的元件受力更大;弯曲限制器的应力值随着桩身开孔高度的增大而增大,安装工况下弯曲限制器最大拉应力受桩身开孔高度的影响更显著。

海底电缆铺设过程中受力特性数值模拟研究

[目的]以江苏启东某海上风电场建设项目为工程背景,开展海底电缆铺设过程中的力学特性数值模拟研究,分析不同挖沟深度的工况下海缆悬跨段的局部应力分布情况。[方法]基于ABAQUS数值模拟软件,建立海底电缆埋设数值模型。[结果]研究结果显示:海底电缆后缘提升点在埋设过程中的应力相较于埋设作业前显著增大,该位置的缆线在整个埋设过程中受力最大,是最危险的位置;挖沟深度对海底电缆后缘提升点处的应力有显著影响,随着挖沟深度的增加,后缘提升点处的应力相应增大。[结论]海底电缆铺设作业中应加强保护抬升点处的缆线材料,缆线的屈服应力参数选取应着重参考埋设作业中缆线的受力分析结果。研究成果可为海底电缆铺设作业提供参考依据。

冲刷情况下海上风电开孔单桩电缆受力特性的影响研究

海上风电工程上广泛采用桩身开孔引入海底电缆进入塔筒内部的连接方式,由此海底电缆产生悬跨段,桩周土体冲刷会改变电缆悬跨状态影响电缆受力特性。因此,分析桩周土体冲刷程度对电缆受力特性的影响规律,具有重要的工程意义。本文采用ABAQUS数值分析软件,建立海底电缆-桩身-海床土体的数值模型,开展冲刷程度对海底电缆受力特性的影响研究。结果显示:当冲刷坑的长度大于海底电缆初始的悬跨长度时,电缆的整体应力分布增大;初始的冲刷坑尺寸增大后,电缆出现3个应力较大的特征位置,分别是冲刷坑边缘、电缆悬跨段最大应力点和桩身开孔处的位置;冲刷坑长度的变化对电缆悬跨段最大应力点处应力的影响最为显著。研究成果可为开孔单桩的防冲刷设计提供参考。

溜桩对海上风电钢管桩单桩水平承载特性的影响研究

海上风电大型钢管桩重量大,在成桩过程中遇到软弱土层会出现溜桩现象,因此开展溜桩对钢管桩承载特性的研究具有重要意义。首先,采用理论分析确定溜桩区间,其次基于ABAQUS建立考虑溜桩效应的桩土数值模型,分析溜桩对钢管桩承载特性的影响规律。研究结果显示:(1)钢管桩在土层深度24~43 m发生溜桩,溜桩区间长度为19 m;(2)溜桩效应使钢管桩的水平极限承载力比无溜桩时降低13.46%;(3)溜桩效应使钢管桩受到水平荷载后产生更大的挠度,桩顶位移比无溜桩时增大12.4%。

海上风电场35 kV海底电缆敷设施工技术

基于大连市某海上风电场35 kV海底电缆敷设关键施工技术研究,采用铺缆船搭载锚泊定位系统并用绞车牵引,保证船舶不偏航并匀速前进,防止海缆损伤和打扭;在电缆转弯处,船舶沿着圆弧切线走多段直线埋设海缆,避免损坏海缆;在海底电缆登陆风机平台时,将海缆以“Ω”型布置在海面,防止海缆扭曲打弯;依此有效地解决了海缆敷设过程中的相关技术问题。

基于Abaqus的梯形海床电缆铺设静态受力分析

采用Abaqus数值模拟方法建立海底电缆-海床数值模型,分析地形曲率半径对海底电缆静态受力特性的影响规律。结果显示:梯形海床坡顶处电缆出现应力集中现象,在相同曲率半径下,坡顶处电缆应力远大于坡脚,即在相同曲率半径下,电缆在海岭处的应力大于海沟;当曲率半径增大时,坡顶处电缆应力显著减小,其他位置电缆受力无明显变化。研究成果可为海底电缆铺设施工提供理论支持。

考虑溜桩效应的单桩基础承载特性数值模拟

为分析竖向和水平载荷作用下溜桩对钢管桩承载特性的影响规律,基于理论分析得到的溜桩区间数据,建立考虑溜桩效应的桩-土数值模型。结果显示:当单桩受到竖向载荷时,溜桩减小桩侧摩阻力,溜桩对钢管桩竖向承载力的影响较为显著;当单桩受到水平载荷时,溜桩条件下钢管桩弯矩大于无溜桩条件下的弯矩,说明发生溜桩会导致钢管桩产生更严重的弯曲变形;溜桩条件下的极限土抗力小于无溜桩情况。