10 MW大型单桩式海上风机桩土作用研究

[目的]世界范围内已经建成的海上风场大部分位于浅水区域(水深<30 m),主要以单桩等固定式基础为主。随着风电技术的不断成熟,海上风电逐渐走向机组大型化趋势,而单桩海上风机的基础直径也将随着机组大型化而增加。其所受到的环境载荷和土质条件要求也愈加严苛,对于大直径单桩式海上风机的桩土相互作用的研究成为海上风电技术的关键技术问题之一。[方法]拟对浅水水域10 MW大型海上风机,研究不同桩土模型对大型单桩海上风机的动力响应的影响。[结果]结果表明,宏单元法考虑了非线性的刚度与塑性,在特征频率附近的功率谱密度总和大,对比其他传统桩土模型时有很大的优势。[结论]所做研究对风机的整体安全运行具有深远的理论价值与工程应用前景。

考虑大气温度变化的冻土区桩基承载力预测

大气温度变暖情况下,研究冻土桩基承载力变化规律,可为设计年限内预测工程结构物的工作状况提供科学依据。根据桩端入土深度及桩土相互作用原理分别对季节性冻土地区桩基和多年冻土地区桩基进行分类,并建立相应的桩土相互作用模型。以实际桩基工程为例,首先,建立大气温度与地温之间的关系,得出冻结期和融化期地面平均温度;然后,建立冻土区季节冻结及季节融化深度和地面平均温度与多年冻土厚度的关系,得出冻土区季节冻结及季节融化深度变化和多年冻土厚度变化;进一步综合季节冻土及多年冻土桩基工作状况的不同,结合已建立的考虑温度变化的桩土相互作用模型,基于现行规范的单桩承载计算公式并考虑不同的土性物理参数的基础上,最终建立大气温度变化与桩基承载力相关方程,预测桩基承载力变化状况。以上研究方法可运用于冻土区桩基承载力初步预测。

某沿海软土地区核电厂核岛天然地基及桩基抗震承载力分析

针对我国核岛厂房建设尚没有采用桩基础的现状,以某拟建核电厂嵌岩桩加固后的软土地基为研究对象,采用滑面应力法确定地基天然承载力,采用等效线性法描述近场地基非线性特征,粘性人工边界模拟辐射阻尼效应及考虑桩土效应影响的节点耦合,建立了桩-土-结构动力相互作用模型,并通过有限元分析计算得到静力、地震作用下桩体内力分布,给出满足抗震承载力要求的配筋方案。研究结果可为类似条件下的核岛厂房软土地基处理方案的抗震设计提供借鉴与参考。

门架式双排抗滑桩设计计算新模式

门架式双排抗滑桩是一种新型的支挡结构。这种结构具有较大的刚度,可以有效地限制支挡结构的变形,具有桩顶位移小,抵抗力大的特点。但其受力机理复杂,前、后排桩间土对结构的作用很难确定。针对这一问题,提出了一个新的计算模式:将前、后排桩及中间连系梁和桩间土视为一个整体;前排桩和后排桩受到的地基土的抗力简化为弹性支承,提出了桩间土对前排桩的作用模式和作用力计算分析模型,认为前排桩不仅受到桩间土的主动土压力作用,而且受到由于桩间土的挤压作用而产生的附加土压力的作用; 其主动土压力 qa 与单排桩所受到的主动土压力σa 之比是桩间距与桩宽(桩径)之比的二次抛物线函数;而附加土压力 qb 可由半平面体在边界上受法向分布力的解析解[1]求得;而桩间土对后排桩的作用按照弹性支承考虑。最后,采用有限元理论和 Winkler 弹性地基梁方法建立了求解门架式双排抗滑桩内力的力学模型,并应用于某供水工程的边坡加固中。计算结果表明:该种计算分析模式是合理可行的,具有一定的推广应用价值。

大直径扩底桩竖向承载力影响因素分析

运用国际上通用的大型有限元软件ANSYS建立了桩-土作用的有限元模型,结合某工程实例,分析了大直径扩底桩竖向承载力的影响因素.通过把模拟结果与桩基静载荷试验对比,得出有限元结果与实测值接近;然后采用有限元方法模拟分析了不同扩底直径、扩底高度和桩长对大直径扩底桩竖向承载力的影响.结果显示,大直径扩底桩的竖向承载力随着扩底直径的增加而提高,当D/d大于2时,承载力的增长幅度开始变缓;承载力随着扩底高度的增加而提高,但是增长幅度比较缓和;承载力随着桩长的增加而提高,但桩长增大到一定程度时,承载力的增长幅度变得缓慢起来.

基桩承载力动测中的辐射阻尼及其参数取值研究

基桩承载力动测技术的推广,为桩基础工程质量的提高起到了极大的推动作用。但动测技术在某些方面尚须认真积累经验才能得到完善。文章对基桩高应变拟合法承载力分析中的桩-土相互作用模型进行了阐述,并以烟台地区的测试经验为基础,结合工程实践,对辐射阻尼桩-土相互作用模型在灌注桩承载力分析中的应用以及参数取值进行了分析研究。

风车安装船的站立稳定性数值分析

为了准确计算风车安装船的站立稳定性,分别建立了不同约束下的风车安装船桩腿有限元模型,即传统铰支模型和桩土相互作用下的模型.利用这2种模型,从静力分析、模态分析和瞬态动力学分析方面对桩腿进行了数值模拟,并进行比较研究.研究结果表明:桩土相互作用模型的静力分析结果和铰支模型相差较大,其中最大应力都远低于桩腿屈服强度;2种模型下桩腿的固有频率略有差别,最大弯矩都发生在桩端处,未出现在水面附近;桩腿在变载荷下的最大位移偏大于静载荷下的最大位移.风车安装船桩腿结构具有优良的稳定性能;稳定性分析时采用桩土相互作用模型精度更高.