海上風(fēng)電寬淺式筒型基礎(chǔ)失效模式及承載力研究.pdf

1、海上風(fēng)電寬淺式筒型基礎(chǔ)失效模式及承載力研究海上風(fēng)電寬淺式筒型基礎(chǔ)失效模式及承載力研究AStudyonFailureModeBearingCapacityofOffsheWindPowerBucketFoundationwithWideShallowDimension學(xué)科專業(yè)：水利工程研究生：劉梅梅指導(dǎo)教師：楊敏教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)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(fēng)電也迅速發(fā)展起來，與陸上風(fēng)電相比，由于海上風(fēng)電環(huán)境、地質(zhì)

2、條件的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)施工費(fèi)用明顯提高，其中用于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工增加的費(fèi)用最多。比較近年來應(yīng)用較為廣泛的幾種基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)筒型基礎(chǔ)具有很大的優(yōu)勢(shì)，不但適用條件廣，而且設(shè)計(jì)施工簡便，節(jié)約成本。筒型基礎(chǔ)作為海上風(fēng)電新型基礎(chǔ)，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(xiàng)問題，一旦基礎(chǔ)失穩(wěn)將導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)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(qiáng)，在外荷載作用下導(dǎo)致基礎(chǔ)變形很大。很多學(xué)者對(duì)窄深式筒型基礎(chǔ)的承載特性進(jìn)行了不少研

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

4、埋深筒型基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。（4）通過大型有限元軟件對(duì)粉砂性土中的寬淺式筒型基礎(chǔ)的失效模式及承載力進(jìn)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(chǔ)破壞模式及土壓力分布規(guī)律。并將地基承載力有限元結(jié)果與理論解進(jìn)行比較，驗(yàn)證理論解的合理性。（5）采用swipe試驗(yàn)加載方式與荷載控制法相結(jié)合，較準(zhǔn)確的模擬實(shí)際情況，得到二維及三維破壞包絡(luò)面，為寬淺式筒型基礎(chǔ)穩(wěn)定性研究提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電，筒型基礎(chǔ)，承