多荷載耦合作用下近海風(fēng)機樁基礎(chǔ)疲勞分析.pdf

1、近海風(fēng)機處于復(fù)雜的海洋環(huán)境，對地理位置和地質(zhì)條件都有相當(dāng)嚴(yán)格的要求。從海上風(fēng)電場設(shè)計、建設(shè)、安裝、運行、維護等全壽命周期看，風(fēng)機基礎(chǔ)的穩(wěn)定性、耐久性對風(fēng)機整個的工作起著至關(guān)重要的作用。風(fēng)機受多種荷載共同作用，且有較為突出的周期性，對風(fēng)機的耐疲勞設(shè)計要求高;在強風(fēng)浪共同作用下，引起結(jié)構(gòu)自身的振動，容易引發(fā)共振等振動破壞。鑒于此，本文以教育部博士點基金項目(20125522110004)和重慶市自然科學(xué)基金重點項目(cstc2013jjB3

2、002)為依托，采用理論分析和數(shù)值模擬等手段，進行多荷載耦合作用下近海風(fēng)機基礎(chǔ)的疲勞分析。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　1)運用隨機過程來描述海浪過程，分析對比常用的幾種海浪譜，采用P-M譜作為本文的海浪譜，并結(jié)合Morison方程計算得到波浪力譜;采用風(fēng)速譜來對風(fēng)荷載進行模擬;采用海上風(fēng)機的制造廠商提供的風(fēng)機運行荷載。為荷載耦合作用下的近海風(fēng)機基礎(chǔ)的疲勞分析提供荷載數(shù)據(jù)。
　　2)從荷載形式、地質(zhì)條件、入土深度、土變形幾個

3、適用條件，對比目前常用的橫向荷載作用下的樁-土作用模擬方法，選擇P-y曲線法來模擬樁-土相互作用。根據(jù)P-y曲線的計算方法，針對本文研究的濱海海域地質(zhì)條件，計算得到近海風(fēng)機樁基礎(chǔ)周圍各土層的P-y曲線圖。
　　3)根據(jù)前面計算的P-y曲線的地質(zhì)資料，建立海上風(fēng)機基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的樁-土作用的力學(xué)模型。確定ANSYS有限元軟件中模擬近海風(fēng)機三樁式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的模擬單元，建立近海風(fēng)機三樁式基礎(chǔ)的有限元模型，并進行模態(tài)分析，分析得到三樁式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的