海上風電寬淺式筒型基礎失效模式及承載力研究.pdf

1、海上風電寬淺式筒型基礎失效模式及承載力研究海上風電寬淺式筒型基礎失效模式及承載力研究AStudyonFailureModeBearingCapacityofOffsheWindPowerBucketFoundationwithWideShallowDimension學科專業(yè)：水利工程研究生：劉梅梅指導教師：楊敏教授天津大學建筑工程學院二零一一年十二月摘要隨著新能源的開發(fā)利用，海上風電也迅速發(fā)展起來，與陸上風電相比，由于海上風電環(huán)境、地質(zhì)

2、條件的復雜性，設計施工費用明顯提高，其中用于基礎設計施工增加的費用最多。比較近年來應用較為廣泛的幾種基礎，發(fā)現(xiàn)筒型基礎具有很大的優(yōu)勢，不但適用條件廣，而且設計施工簡便，節(jié)約成本。筒型基礎作為海上風電新型基礎，還存在一些問題，其中筒基的失效模式及承載力是值得重視的一項問題，一旦基礎失穩(wěn)將導致整個結構的破壞，在我國大部分海域以淤泥質(zhì)粘土或粉質(zhì)砂土為主，壓縮性很強，在外荷載作用下導致基礎變形很大。很多學者對窄深式筒型基礎的承載特性進行了不少研

3、究，發(fā)現(xiàn)其破壞模式類似于樁或錨，但對用于淺灘地區(qū)的寬淺式筒基承載特性研究很少，破壞機制不明確，本文針對這種寬淺式筒型基礎的失效模式、承載力及穩(wěn)定性進行定性分析，主要內(nèi)容如下：（1）簡述國內(nèi)外海上風電的發(fā)展現(xiàn)狀、各種基礎形式的應用及優(yōu)缺點，突出筒型基礎在目前海上風電發(fā)展中的優(yōu)越性。（2）從理論、試驗及數(shù)值計算三方面總結了筒型基礎承載特性的研究現(xiàn)狀。（3）假設寬淺式筒型基礎在外荷載作用下的失效模式，提出承載力及抗傾覆計算公式，為今后大直徑淺

4、埋深筒型基礎的設計提供理論依據(jù)。（4）通過大型有限元軟件對粉砂性土中的寬淺式筒型基礎的失效模式及承載力進行模擬，考慮了筒土間的接觸及土的塑性變形，分析了不同徑長比下，筒型基礎破壞模式及土壓力分布規(guī)律。并將地基承載力有限元結果與理論解進行比較，驗證理論解的合理性。（5）采用swipe試驗加載方式與荷載控制法相結合，較準確的模擬實際情況，得到二維及三維破壞包絡面，為寬淺式筒型基礎穩(wěn)定性研究提供理論依據(jù)。關鍵詞：關鍵詞：海上風電，筒型基礎，承