飽和細海砂中裙式吸力基礎水平承載機理模型試驗研究及數(shù)值分析.pdf

1、海上風電工程開發(fā)，由于資源豐富、占用的陸地及無視覺污染等優(yōu)點，受到沿海國家的高度重視。吸力基礎具有施工方便，可重復利用等優(yōu)點，是海洋工程中目前普遍采用的一種新型基礎形式，目前也被成功到應用于海上風電工程。作為海上風電塔架的基礎，主控荷載為水平荷載，是整個工程結(jié)構(gòu)設計的關鍵。為了有效提高基礎的水平承載能力和控制水平側(cè)移，提出了一種改進的吸力基礎形式-裙式吸力基礎。非常適合作為海上風電塔架的基礎。
　　采用模型試驗以及有限元方法，研究

2、了裙式吸力基礎水平承載機理，討論了裙式吸力基礎水平承載力及側(cè)移影響因素，研究了基礎周圍土壓力的分布規(guī)律以及地基土的變形和影響范圍。得出以下結(jié)論:
　　(1)為了把模型試驗結(jié)果推廣到實際工程，水平荷載及水平側(cè)移進行了無量綱化處理。裙式吸力基礎水平承載力較單桶基礎顯著提高，同時控制了基礎側(cè)移，較單桶基礎，水平承載力提高范圍為26.1％-64.1％，側(cè)移減小67.2％-86.8％?；A水平承載力隨裙高、裙寬、主桶長徑比的增加而增大，隨加

3、載高度的增加而減小。
　　(2)運用荷載-側(cè)移關系曲線及土壓力分布關系分別研究了基礎轉(zhuǎn)動點的位置變化。單桶基礎轉(zhuǎn)動點位于0.75倍主桶埋深處，通過荷載-側(cè)移關系確定基礎轉(zhuǎn)動點位于基礎頂面以下0.45-0.7倍的主桶埋深處;通過土壓力分布確定裙式吸力基礎的轉(zhuǎn)點位置位于0.58-0.63倍的基礎埋深處，兩種方法確定轉(zhuǎn)動點位置較吻合。
　　(3)“裙”結(jié)構(gòu)影響基礎周圍土壓力分布。試驗結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)吸力基礎，裙式吸力基礎的主桶

4、結(jié)構(gòu)前側(cè)受到的被動土壓力減小，平均減小幅度為57.8％。
　　(4)研究了地表變形及變化規(guī)律。沿加載軸線方向，地基隆起范圍約為2.2倍到3倍主桶直徑，與加載方向相反，地基隆起范圍約為1.1到15倍主桶直徑?；A后側(cè)砂土沉陷范圍相比于地基隆起范圍非常小?；A前側(cè)砂土隆起范圍隨裙高增加而增大。
　　(5)對中砂中吸力基礎進行了沉貫研究。證明了基礎在中砂中的可沉貫性。試驗條件下，基礎內(nèi)部“土塞”和“水塞”均平穩(wěn)上升。基于試驗結(jié)果，