海上风电基础结构桩土相互作用分析-建筑与土木工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 海上风电基础结构桩土相互作用研究 摘要 海上风能作为绿色可再生能源是现在研究热点之一，受水平荷载的风电基础 桩土作用研究也受到广泛关注。海上风电基础结构常受承受风、浪、流等荷载联 合作用，其桩基也常受到水平荷载的作用。单桩基础是一种传统的海上风电基础 形式。随着近年风机发电功率的增大，单桩基础结构的直径也逐渐增大，对其形 式的研究也越来越必要。水平受荷桩的计算方法中 p-y 曲线法不仅能够反映桩土 相互作用的弹塑性发展过程，还可以通过参数选取模拟得到与实际相符的计算结 果，是目前广泛使用的计算方法。随着大直径单桩基础的发展，有必要对大直径 桩的 p-y 曲线进行进一步研究。 本文介绍了海上风电桩土相互作用的研究方法及现状，并重点介绍了几种典 型的 p-y 曲线模型。结合某海域实测地质报告数据，主要做了以下工作： （1）整理了某地现场实测 p-y 曲线，分析桩土参数对实测 p-y 曲线的影响， 并通过合理的标准化参数将 p-y 曲线归一化处理，选用双曲线模型对归一化实测 p-y 曲线进行了较好地拟合。 （2）分析了目前对土体极限抗力的研究，选取合理的模型参数。双曲线模 型可以用于计算海床土中的水平受荷桩分析，并将桩径和施工方法的影响考虑其 中。 （3）采用有限元软件 ABAQUS 和 SACS 对比分析了大直径桩算例，验证了 双曲线模型在大直径桩应用中的有效性。 （4）采用有限元软件 ABAQUS 和 SACS 对于大直径桩计算中规范推荐的 p-y 曲线法的适用性进行了对比分析，结果表明，规范推荐的 p-y 曲线用于大直 径单桩的桩土作用过于保守。 双曲线模型得到的大直径桩实测 p-y 曲线形式简单，在保证精度的前提下， 计算过程较简化。通过模型参数的选取，可以将桩径和施工效应等因素的影响加 以考虑，因此，可广泛适用于海洋工程中水平受载桩的 p-y 曲线分析，为工程实 际提供了有益参考。 关键字：海上风电；桩土作用；p-y 曲线；ABAQUS；SACS Study on Pile-soil Interaction of Pile Foundation of Offshore Wind Power Abstract Offshore wind energy is a hot in the field of energy studies as one kind of green and renewable energy. The research of pile-soil interaction of pile foundation of offshore wind power has aroused wide concern. The pile foundations of offshore wind power usually bear the intense combined actions of wind load, wave load, ice load and so on. These environmental loads make horizontal load which would act on the pile foundation. In recent years, with the generating output of wind driven generator， the diameter of pile foundation is more and more large, and pile foundation as an traditional foundation has been widely applied in offshore wind power. The p-y curve method is one of computing methods of pile foundation with horizontal load, the elastic and plastic proceeding can embodied in this method and choosing reasonable parameter of p-y curve is the key point. Now a deep study on p-y curves of large diameter pile foundation is in needed. This paper introduced the research method and research status of pile-soil interaction of pile foundation of offshore wi