基于现场试桩的海上风电单桩基础水平承载变形特性研究

海上风电单桩基础的水平承载变形特性直接影响整体结构和风机运行的稳定性和安全性。为研究海上风电大直径单桩基础水平承载变形特性,基于某海上大直径单桩的现场试桩试验结果,采用有限元数值仿真法对桩-土接触面模型、岩土参数选取、桩身水平位移与弯矩变化特征进行分析,并与美国API RP 2A-WSD标准建议的p-y曲线法进行对比。结果表明:在各级荷载作用下,有限元数值仿真结果与试桩实测数据表现出较好的一致性。当采用p-y曲线法计算时,随着水平荷载的增大,桩身水平位移与实测值的误差随水平荷载的增大而增大,在设计上是偏于保守的;同时,桩身变形逐渐增大,最大弯矩点呈下移趋势,反弯点在泥面以下14~16 m,地基土变形由地表逐步向深部延伸,塑性区范围由浅表向深部不断扩大,说明采用的桩-土接触面模型与选取的岩土参数是基本合理的,验证了有限元数值仿真的合理性和有效性。