›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (5): 1486-1496.doi: 10.16285/j.rsm.2016.05.033

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

复合加载模式下单桩复合筒型基础地基承载力包络线研究

刘 润1,祁 越1,李宝仁1, 2,练继建1,丁红岩1   

  1. 1.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072;2.天津市勘察院,天津 300191
  • 收稿日期:2014-07-30 出版日期:2016-05-10 发布日期:2018-06-09
  • 作者简介:刘润,女,1974年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程方面的教学和科研工作
  • 基金资助:

    国家自然科学基金创新研究群体科学基金项目(No. 51021004);国家国际科技合作专项项目(No. 2012DFA70490)。

Failure envelopes of single-pile composite bucket foundation of offshore wind turbine under combined loading conditions

LIU Run1, QI Yue1, LI Bao-ren1, 2, LIAN Ji-jian1, DING Hong-yan1   

  1. 1.State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2.Tianjin Institute of Geotechnical Investigation & Surveying, Tianjin 300191, China
  • Received:2014-07-30 Online:2016-05-10 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the Science Fund for Creative Research Groups of the National Natural Science Foundation of China (51021004) and the International Science & Technology Cooperation(2012DFA70490).

摘要: 海上风力发电机属于高耸结构物,其地基基础不仅要承受上部结构传递的竖向荷载V、水平荷载H,更要抵抗巨大的弯矩荷载M。单桩复合筒型基础是新型的海上风力发电机基础型式,建立复合加载模式下单桩复合筒型基础地基的破坏包络线,并据此评价其稳定性是地基基础设计的重要手段。在Swipe加载方法和固定位移比加载方法的基础上,通过数值分析研究了不排水饱和软黏土中单桩复合筒型基础在V-H、V-M、H-M和V-H-M加载模式下的地基承载力包络线,开展了室内模型试验,验证了数值分析结果的可靠性。研究表明,V-H和V-M加载模式下地基承载力包络线具有对称性,而H-M加载模式下呈非对称性;V-H-M加载模式下地基承载力包络线的形状受弯矩荷载M的影响显著,表现为随着弯矩荷载的增加,V-H平面内的破坏包络线逐渐缩小。实际工程中,可根据受力状态与破坏包络面的相对关系,评价单桩复合筒型基础的稳定性。

关键词: 单桩复合筒型基础, 复合加载, Swipe试验方法, 破坏包络面, 模型试验

Abstract: The wind turbine is a high-rise structure, which is subjected to both the vertical loading due to structural weight and the horizontal loading and moment due to blade-induced or tower-induced loading. In designing offshore platforms, it is crucial to evaluate the overall stability and the failure mechanisms of the single-pile composite bucket foundation of the wind turbine under combined loading conditions. Based on the Swipe test loading method and the fixed displacement ratio loading method, this paper investigates the failure envelopes of the single-pile composite bucket foundation on the soft soil ground under undrained conditions in the V-H, V-M, H-M and V-H-M spaces by using the finite element method. It is shown that the failure envelopes in V-H and V-M space are symmetrical, while the failure envelope in H-M space is asymmetrical. Moment load affects the shape of failure envelope in V-H-M space, the failure envelopes of V-H space recedes as the moment load increases. By using the relationship between the actual combined loading and the computed failure envelopes, the stability of single-pile composite bucket foundation can be evaluated in engineering practice.

Key words: single-pile composite bucket foundation, combined loading, Swipe test procedure, failure envelope, model test

中图分类号: 

  • TU 473

[1] 徐刚, 张春会, 于永江, . 综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 106-114.
[2] 张磊, 海维深, 甘浩, 曹卫平, 王铁行, . 水平与上拔组合荷载下柔性单桩 承载特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2261-2270.
[3] 黄巍, 肖维民, 田梦婷, 张林浩, . 不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2349-2359.
[4] 邹新军, 曹雄, 周长林, . 砂土地基中受水流影响的竖向力−水平力联合 受荷桩承载特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1855-1864.
[5] 程永辉, 胡胜刚, 王汉武, 张成. 深埋砂层旁压特征参数的深度效应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1881-1886.
[6] 史林肯, 周辉, 宋明, 卢景景, 张传庆, 路新景, . 深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1933-1943.
[7] 宁奕冰, 唐辉明, 张勃成, 申培武, 章广成, 夏丁, . 基于正交设计的岩石相似材料配比研究及 底摩擦物理模型试验应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2009-2020.
[8] 蒲诃夫, 潘友富, KHOTEJA Dibangar, 周洋. 絮凝-水平真空两段式脱水法处理高 含水率疏浚淤泥模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1502-1509.
[9] 刘功勋, 李威, 洪国军, 张坤勇, CHEN Xiu-han, 施绍刚, RUTTEN Tom. 大比尺切削模型试验条件下砂岩破坏特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1211-1218.
[10] 汤明高, 李松林, 许 强, 龚正峰, 祝 权, 魏 勇. 基于离心模型试验的库岸滑坡变形特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 755-764.
[11] 宋丁豹, 蒲诃夫, 陈保国, 孟庆达, . 高填方减载式刚性涵洞受力特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 823-830.
[12] 米博, 项彦勇, . 砂土地层浅埋盾构隧道开挖渗流稳定性的 模型试验和计算研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 837-848.
[13] 侯公羽, 胡涛, 李子祥, 谢冰冰, 肖海林, 周天赐, . 基于分布式光纤技术的采动影响下覆岩 变形演化规律试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 970-979.
[14] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[15] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!