分艙板與土體加固對筒型基礎(chǔ)承載特性影響研究.pdf

1、在淤泥、粉細(xì)沙等復(fù)雜惡劣的海洋地基環(huán)境中建造海上風(fēng)電，筒型基礎(chǔ)具有抗傾覆能力強(qiáng)、施工費(fèi)用低和可重復(fù)利用等諸多優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。筒型基礎(chǔ)是頂端封閉，下端敞開的倒置筒狀結(jié)構(gòu)，為增加氣浮拖航及沉放施工過程中的穩(wěn)定性，需對筒體進(jìn)行分艙；而在其沉放施工及沉放結(jié)束后，在頂端抽吸水體，形成負(fù)壓，土體排水固結(jié)，可提高筒型基礎(chǔ)的承載能力。通常，筒型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時不考慮分艙板和土體加固對地基承載力的影響，但分艙板的存在和土體加固對于筒型基礎(chǔ)的承載能力和

2、承載特性是存在一定影響的。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下：
　　(1)本文采用有限元分析和室內(nèi)模型試驗(yàn)的方法，針對豎直、水平和彎矩作用下，有無分艙板的筒形基礎(chǔ)的承載力及其失效模式，展開深入研究，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：在豎向荷載作用下，分艙板使基礎(chǔ)的極限承載力提高8.8％，分艙板分擔(dān)了筒頂蓋和筒壁的豎向承載，降低了頂蓋的承載比例；在水平荷載和彎矩作用下，分艙板為筒型基礎(chǔ)提供了較大的抗拔承載力，使筒型基礎(chǔ)在水平和彎矩荷載作用下的極限承載力提高了2

3、0.2%，降低了極限狀態(tài)下的水平位移和傾角。總之，分艙板不但可以提高海上風(fēng)電基礎(chǔ)施工浮運(yùn)過程的穩(wěn)定性，還可以提高海上風(fēng)電基礎(chǔ)運(yùn)行時的極限承載力。
　　(2)本文建立三維數(shù)值模型，考慮滲流-應(yīng)力耦合效應(yīng)，模擬在筒頂負(fù)壓抽水情況下筒形基礎(chǔ)地基的固結(jié)沉降過程，結(jié)果顯示：在負(fù)壓作用了2.5天后，筒基頂部沉降量，孔壓擴(kuò)散范圍和孔隙比下降情況明顯比作用1天后有了大幅改變，但在負(fù)壓作用4天后與作用2.5天時相比，固結(jié)沉降量趨于平緩，孔壓擴(kuò)散范圍

4、和孔隙比下降的幅度均十分緩慢。出于施工經(jīng)濟(jì)性考慮，我們可以認(rèn)為負(fù)壓作用2.5天后，就已經(jīng)達(dá)到了土體加固的較優(yōu)效果，可以停止繼續(xù)施加負(fù)壓。在負(fù)壓作用2.5天后，筒頂沉降達(dá)到0.2m，筒頂土由初始孔隙比1.248降至1.061，負(fù)壓擴(kuò)散范圍廣，加固效果較好。
　　(3)在此基礎(chǔ)上分別計(jì)算土體負(fù)壓加固和未加固時筒型基礎(chǔ)的承載情況，對比得出在單一加載和復(fù)合加載情況下，土體加固對筒型基礎(chǔ)各向承載力和承載特性的影響。研究表明：負(fù)壓作用后，筒土