考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用的近海樁承結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析.pdf

1、隨著近海工程的大批量建設(shè)，近海結(jié)構(gòu)物在海洋環(huán)境荷載以及地震作用下的動(dòng)力分析逐漸引起工程人員的關(guān)注，考慮近海場(chǎng)地上覆淤泥軟土層的近海風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析及動(dòng)力反應(yīng)分析成為國(guó)際巖土工程界所關(guān)注的焦點(diǎn)，近海結(jié)構(gòu)所在場(chǎng)地條件復(fù)雜，所受荷載類型較為特殊，明顯不同于陸上結(jié)構(gòu)，相關(guān)的規(guī)范規(guī)程暫未成熟，工程及科研人員對(duì)該類結(jié)構(gòu)的研究還相對(duì)較少，故考慮場(chǎng)地條件以及相關(guān)環(huán)境荷載作用的結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析有一定的學(xué)術(shù)意義及工程應(yīng)用價(jià)值。地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是海上風(fēng)電的

2、關(guān)鍵技術(shù)。高聳建筑結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)對(duì)整個(gè)建筑的影響舉足輕重，海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)兼具高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、海洋結(jié)構(gòu)工程、動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)以及復(fù)雜軟土地基四種特性，各種特性的組合增加了海上風(fēng)電基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)難度，加之相對(duì)惡劣的海工環(huán)境，使得基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)成為風(fēng)電投資中的主要成本風(fēng)險(xiǎn)，故而對(duì)近海風(fēng)電塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)工程的相關(guān)研究很有必要。
　　本文以我國(guó)江蘇省某海上風(fēng)電項(xiàng)目的實(shí)際場(chǎng)地資料及典型樁承結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)塔架參數(shù)為背景，采用有限元數(shù)值計(jì)算的方法，基于通用有限元軟件AD

3、INA平臺(tái)，建立該項(xiàng)目場(chǎng)地條件下的四樁基礎(chǔ)樁承結(jié)構(gòu)三維有限元靜動(dòng)力分析統(tǒng)一模型，進(jìn)行地震反應(yīng)分析及風(fēng)荷載作用下的靜力、動(dòng)力分析，以及結(jié)構(gòu)體系在自重作用下的自重位移場(chǎng)分析。目的為分析研究該結(jié)構(gòu)體系在該項(xiàng)目海況環(huán)境條件下的靜力受力形態(tài)以及在波浪荷載和地震荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)規(guī)律，驗(yàn)證實(shí)際建成的風(fēng)機(jī)塔架結(jié)構(gòu)體系的動(dòng)力位移的合理性，并為相關(guān)設(shè)計(jì)及規(guī)范制定奠定一定的基礎(chǔ)。
　　主要研究工作如下：
　　1.基于 ADINA通用有限元分析

4、軟件，考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際場(chǎng)地地質(zhì)條件建立近海四樁基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)體系三維有限元模型，建立模型過(guò)程中利用ADINA的庫(kù)倫摩擦理論考慮了土-結(jié)構(gòu)的動(dòng)力相互作用。
　　2.進(jìn)行四樁基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)體系在自重作用下的位移場(chǎng)分析，進(jìn)行初始地應(yīng)力分析，研究結(jié)構(gòu)體系自重應(yīng)力場(chǎng)的分布狀態(tài)。
　　3.接著對(duì)近海四樁支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震反應(yīng)分析，考察在輸入相應(yīng)場(chǎng)地條件的設(shè)計(jì)地震動(dòng)作用下，結(jié)構(gòu)體系位移、有效應(yīng)力等的反應(yīng)分布規(guī)律。
　　4.對(duì)近海四樁支撐結(jié)構(gòu)體

5、系進(jìn)行等效靜風(fēng)荷載作用分析以及簡(jiǎn)化諧波風(fēng)荷載作用下的動(dòng)力分析，考察結(jié)構(gòu)體系在風(fēng)荷載作用下的靜動(dòng)力響應(yīng)。
　　綜上，本文主要工作為考慮地基土體-結(jié)構(gòu)體系相互作用的自重應(yīng)力場(chǎng)分析、地震反應(yīng)分析以及簡(jiǎn)化動(dòng)力風(fēng)荷載作用分析。研究?jī)?nèi)容基本涵蓋了該項(xiàng)目的動(dòng)力設(shè)計(jì)分析的受荷載狀態(tài)。本文以上的工作為相關(guān)的已經(jīng)建成的實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析提供了參考，仿真檢驗(yàn)了實(shí)際建成工程結(jié)構(gòu)在多遇地震動(dòng)輸入作用下的動(dòng)力安全度，以及靜力、動(dòng)力力學(xué)行為。本文工作同時(shí)可