海上风电机组嵌岩桩与砂土桩承载力对比分析

通过室内缩尺模型试验,比较和分析了嵌岩桩(RSP)和砂土桩在水平荷载下的承载能力.试验使用磷石膏来模拟底部岩石,采用夯实法制作上层砂土.试验前进行了颗粒分析试验以确认土壤的均匀程度.采用圆锥负荷试验(CPT)评估土壤,确认所有试验分组的土壤条件相似,即土体性质引起的误差可以忽略不计.通过有限元模拟对嵌岩桩的承载能力进行了验证,数值模拟结果与试验结果吻合良好.研究表明:嵌岩桩和砂土桩的弯矩分布一致,桩身最大弯矩的位置在2~3倍桩径深度处,但嵌岩桩的最大弯矩位置比砂土桩深约1倍桩径(5 cm);当上层覆土较浅时,嵌岩桩的承载效果更显著,承载力相对于砂土桩增加约41%;由于岩石的挤压效应,嵌岩桩的横截面变形明显小于砂土桩.

海上风机嵌岩桩水平承载特性有限元分析

为确定海上风机嵌岩桩合理的嵌岩深度,本文应用有限元软件ABAQUS,建立三维有限元模型,通过水平承载力、桩身变形、荷载传递等多种因素进行分析,得出:嵌岩深度达到2倍桩直径后,增加1 m嵌岩深度,水平承载力变化小于3‰,同时桩身内力和桩身变形在数值和规律上不再有明显变化,故认为最佳嵌岩深度为2倍桩径。