循環(huán)荷載下海上風(fēng)電樁基水平承載特性研究.pdf

1、海上風(fēng)電作為一種新型清潔能源,在21世紀(jì)越來(lái)越受到人們的青睞。黃河三角洲作為中國(guó)第二大中國(guó)石油基地,又具有豐富的海上風(fēng)能資源,因此在黃河三角洲地區(qū)粉質(zhì)土的地質(zhì)概況下樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性越來(lái)越受到關(guān)注。
　　由于樁基礎(chǔ)所受荷載的復(fù)雜性,以有機(jī)玻璃管模擬樁體,在飽和粉質(zhì)土地基中進(jìn)行了單樁水平靜力和單向循環(huán)加載室內(nèi)模型試驗(yàn),通過(guò)應(yīng)變采集系統(tǒng)和位移計(jì)測(cè)得兩種設(shè)樁方式和加載方式下的樁身應(yīng)變和樁身位移。并通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算推出靜力加載和單向循環(huán)加載下單樁

2、的樁身彎矩、樁體位移、樁周土反力等數(shù)據(jù)。通過(guò)分析得到如下成果:
　　(1)水平靜力加載下,對(duì)于兩種不同的設(shè)樁方式,隨著荷載的增大,樁周土的變形和樁身彎矩都增大。由于樁周土體開(kāi)始產(chǎn)生塑性屈服,從而對(duì)樁的側(cè)向約束能力下降,最大樁身彎矩位置有所下降,始終處于距離泥面3至6倍樁徑,而打入樁最大樁身彎矩值較預(yù)埋樁大。
　　(2)水平靜力加載下,設(shè)樁方式對(duì)樁周土反力的的主要影響是,通過(guò)改變?cè)馏w應(yīng)力狀態(tài)在深度上的分布,降低了土抗力零點(diǎn)位

3、置,這種效應(yīng)隨著深度的增大而減小,因此對(duì)于Y50修正值是隨著深度增大呈增大的趨勢(shì)。
　　(3)通過(guò)預(yù)埋樁和打入樁在靜力加載下推算的 p-y曲線發(fā)現(xiàn),對(duì)于接近泥面處的樁土綜合剛度,打入樁較預(yù)埋樁小,這種現(xiàn)象隨著深度的增大而減弱。
　　(4)API中軟粘土的 p-y曲線模型并不適用于粉質(zhì)土,由于其對(duì)極限土抗力的計(jì)算偏保守,因此文中Y50相對(duì)于文獻(xiàn)中的取值較大。
　　(5)單向循環(huán)加載下,對(duì)于兩種設(shè)樁方式,通過(guò)擬合發(fā)現(xiàn),幅值

4、和峰值應(yīng)變下最大樁身彎矩之間都呈線性增大關(guān)系,而其斜率又與周期的大小相關(guān)。因此峰值應(yīng)變下最大樁身彎矩是與幅值和周期相關(guān)的函數(shù)。樁身最大彎矩的位置隨著幅值的增大向下移動(dòng),并一直處于距離泥面4至5倍樁徑處。
　　循環(huán)荷載的幅值與最大樁周土反力和測(cè)點(diǎn)位移之間依然呈正相關(guān),隨著幅值的增大,樁周上部土體變形增大,荷載向更深層的土體傳遞,因此土抗力零點(diǎn)位置也向下移動(dòng)。
　　(6)預(yù)埋樁和打入樁的單向循環(huán)加載下,循環(huán)周期對(duì)最大彎矩、土反力

5、最大值、測(cè)點(diǎn)位移的影響是復(fù)雜多變的。
　　(7)對(duì)于兩種設(shè)樁方式,循環(huán)次數(shù)與峰值應(yīng)變下樁身最大彎矩、土體位移之間都呈正相關(guān),并通過(guò)擬合給出了兩種設(shè)樁方式下函數(shù)中相關(guān)參數(shù)建議值。其次由于循環(huán)弱化作用,循環(huán)次數(shù)與最大樁周土反力之間呈負(fù)相關(guān)性,并通過(guò)擬合也給出了兩種設(shè)樁方式下相關(guān)參數(shù)的取值。
　　(8)由兩種設(shè)樁方式下動(dòng)力p-y曲線峰值變化趨勢(shì)顯示,樁周最大土抗力與循環(huán)次數(shù)之間的關(guān)系取決于一個(gè)臨界深度,在臨界深度以上最大樁周土抗力