海上风电机宽浅式筒型基础渐进破坏研究
作者:
作者单位:

1.河北工业大学 土木与交通学院,天津 300041;2.天津大学 建筑与工程学院,天津 300072

作者简介:

王雪菲(1989—),女,副教授,硕士生导师,工学博士,主要研究方向为岩土工程及吸力筒基础工程。 E-mail:xuefei.wang@hebut.edu.cn

通讯作者:

李家乐(1989—),男,副教授,硕士生导师,工学博士,主要研究方向为岩土工程。 E-mail:jiale.li@hebut.edu.cn

中图分类号:

TU;475+.1

基金项目:

国家自然科学基金(51909054);河北省自然科学基金(E2019202056)


Progressive Failure Mechanism of the Wide - Shallow Suction Bucket Foundation for Offshore Wind Turbines
Author:
Affiliation:

1.School of Civil and Transportation Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300072, China;2.School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China

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    摘要:

    海上风电的吸力筒基础在服役过程中受到来自风、浪、流、地震和船舶停靠带来的水平荷载作用,从而使吸力筒基础产生平移和转动地基变形,这种地基变形累计会导致结构整体失稳破坏。宽浅式吸力筒基础埋深较浅,基础-土体相互作用机理与传统浅基础不同。因此,在极限载荷作用下基础的渐进破坏机理尚不明确。利用土工离心机对不同筒径比的宽浅式吸力筒基础进行试验,分析了基础在砂土中的水平极限承载特性。基于Abaqus有限元模型,进一步分析了吸力筒基础的渐进演化失效模型,揭示了破坏过程中矢量旋转中心位置变化曲线,提出了考虑旋转中心位置变化的水平极限承载特性计算模型,为宽浅式吸力筒基础设计提供参考。

    Abstract:

    The suction bucket foundation of wind power is subjected to horizontal loads from wind, waves, ocean currents, earthquakes, and ship docking in service conditions, leading to failure modes of translation and rotation. The accumulated ground deformation results in severe structural instability and damages. The suction bucket foundation demonstrates a shallow embedded depth, and the soil-structure interactions are different from the traditional shallow foundations. Therefore, the failure mode of the wide-shallow foundation is not clearly investigated. A series of centrifuge tests are conducted to study the ultimate lateral bearing behavior of the wide-shallow suction bucket foundation with variable L/D ratios in sandy soil. The progressive failure mechanisms of the suction bucket foundation are further illustrated through Abaqus numerical simulations. The evolution of the rotation center is depicted. An analytical calculation method is proposed by considering the rotation center, aiming to provide design references for practical engineering.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王雪菲,李德明,乐从欢,李家乐.海上风电机宽浅式筒型基础渐进破坏研究[J].同济大学学报(自然科学版),2022,50(4):537~544

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  • 收稿日期:2021-05-22
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  • 在线发布日期: 2022-05-06
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