复合桶形基础负压沉贯渗流特性研究

吸力桶基础由于其适用范围广泛、安装简单、可重复利用等优点,成为了海上风机基础的重要形式之一。本文结合江苏如东某海上风电复合桶形基础(多舱室吸力桶)的工程应用背景,在有限元软件COMSOL Multiphysics中采用线弹性土体模型建立复合桶形基础的负压沉贯模型。通过研究基础安装过程中土体渗流特征,发现复合桶内部土体受吸力影响较大,外部土体受影响较小,水头损失大部分发生于桶内,表现为桶内渗流梯度显著大于外部,因此渗流作用的存在使得复合桶壁沉贯阻力小于静压沉贯。复合桶和环形隔板侧壁孔隙水压力在靠近桶顶部时沿深度近似为线性变化,靠近端部则表现为明显的非线性,且端部处孔隙水压力不连续。通过与同主尺寸的单桶基础进行对比,发现环形隔板及肋隔板的存在阻碍了桶内负压向外部的传递,使得负压对于桶外部孔隙水压力的影响削弱,并抑制负压向更深海床处发展。