›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S1): 247-252.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S1.042

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

软土中吸力式桶形基础倾覆承载性能离心模型试验

朱 斌1, 2,应盼盼1, 2,邢月龙3   

  1. 1. 浙江大学 软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江 杭州 310058;2. 浙江大学 岩土工程研究所,浙江 杭州 310058; 3. 中国能源建设集团 浙江省电力设计研究院,浙江 杭州 310012
  • 收稿日期:2015-03-10 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:朱斌,男,1977年生,博士,教授,主要从事海洋岩土工程等方面的教学和科研工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.51179169);浙江省电力公司重大科技项目(No.ZB12-043B-020)。

Centrifuge model test on suction caisson foundation in soft clay subjected to lateral loads

ZHU Bin1, 2, YING Pan-pan1, 2, XING Yue-long3   

  1. 1. MOE Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering of Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou , Zhejiang 310058, China; 3. China Energy Engineering Group Co., Ltd., Zhejiang Electric Power Design Institute, Hangzhou, Zhejiang 310012, China
  • Received:2015-03-10 Online:2015-07-11 Published:2018-06-14

摘要: 输电杆塔和风电机组基础主要承受上部结构倾覆弯矩荷载,倾覆承载性能是该类基础设计中的关键问题。针对饱和软黏土地基中的杆式结构桶形基础,通过开展位移控制循环加载、位移维持加载、力控制循环加载和单调静力加载离心模型试验,研究其倾覆承载能力。试验发现,当桶形基础达到极限承载力时其转动中心位置约在桶盖正下方0.8倍桶裙高度处;当循环倾覆弯矩幅值与极限抗弯承载力比值小于3/5时,桶形基础在循环过程中转角的累积难以持续增长,并逐渐趋于稳定;循环加载作用下土与结构相互作用刚度出现明显弱化,所获得的桶形基础循环弱化因子阈值约为0.15;位移维持加载的峰值荷载-位移曲线与单调静力加载的荷载-位移曲线较为一致,位移维持加载的谷值荷载-位移曲线对应的承载力较峰值荷载-位移曲线对应的承载力明显偏小,减少约30%~40%。

关键词: 离心模型试验, 吸力式桶形基础, 倾覆承载, 循环加载, 维持加载

Abstract: The foundations of power transmission towers and offshore wind turbines are prone to huge overturning moment loading from the super structure; therefore the overturning bearing capacity is crucial for the design of such foundations. To investigate the overturning bearing capacity of suction caisson foundation, four centrifuge model tests including a displacement controlled cyclic loading test, a displacement maintained loading test, a load controlled cyclic loading test and a monotonic loading test were carried out in saturated soft clay. The test results show that the instantaneous rotation center of model caisson can be simplified to be at the depth of about four fifths of the skirt length right below the lid center, when the ultimate capacity was reached. When the amplitude of the cyclic moment is smaller than three-fifths of the bearing capacity moment, the rotation of the caisson cease to accumulate, and gradually become stable. The stiffness of the soil-structure interaction significantly softened under cyclic loading, and a threshold of cyclic degradation factor t = 0.15 can be obtained from the peak stiffness curves of the caisson. The moment-rotation curve of peak value of maintaining tests is universally quite in accordance with that of monotonic loading test. The capacity of the model caisson corresponding to the moment-rotation curve of the valley values is much lower than that corresponding to the moment-rotation curve of the peak values in maintaining tests, and a 30%-40% reduction is needed when considering the maintaining overturning capacity of the caisson foundation in design.

Key words: centrifuge model test, suction caisson foundation, overturning capacity, cyclic loading, maintaining loading

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