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黏土中海上风力机桩-筒复合基础地震响应分析
被引量:
1
1
作者
张小玲
李赟琪
+2 位作者
王丕光
穆坤
程星磊
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期189-197,共9页
参考NREL海上风力机结构参数,基于ABAQUS软件平台,建立黏土中海上风力机桩-筒复合基础的三维整体有限元模型;采用总应力形式的非线性运动硬化模型描述黏土的不排水动应力应变响应,通过编制Matlab程序实现随机风荷载及波浪荷载的模拟;开...
参考NREL海上风力机结构参数,基于ABAQUS软件平台,建立黏土中海上风力机桩-筒复合基础的三维整体有限元模型;采用总应力形式的非线性运动硬化模型描述黏土的不排水动应力应变响应,通过编制Matlab程序实现随机风荷载及波浪荷载的模拟;开展地震及风、浪、流荷载共同作用下海上风力机桩-筒复合基础的时域整体动力响应分析,揭示桩-筒复合基础的承载机理,分析地震烈度、土体强度及基础尺寸对桩-筒复合基础动力响应的影响规律。
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关键词
海上风力机
数值模拟
地震响应
黏土
桩-筒复合基础
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职称材料
上砂下黏地层中桩-筒复合基础V-H承载特性
被引量:
2
2
作者
邹新军
胡建峰
杨紫健
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期415-425,共11页
海上风机基础不仅受自重等竖向力V作用,也因水流、波浪和风等影响而承受水平荷载H。为探讨上砂下黏地层中一种由单桩和吸力筒组成的新型海上风机桩-筒复合基础受V-H组合作用时的承载特性,自主设计完成了一系列室内桩-筒复合基础V-H组合...
海上风机基础不仅受自重等竖向力V作用,也因水流、波浪和风等影响而承受水平荷载H。为探讨上砂下黏地层中一种由单桩和吸力筒组成的新型海上风机桩-筒复合基础受V-H组合作用时的承载特性,自主设计完成了一系列室内桩-筒复合基础V-H组合加载模型试验,获得不同组合参数下桩-筒复合基础的荷载-位移曲线和桩身弯矩分布曲线,并绘制出V-H承载力包络线。在此基础上,采用ABAQUS建立了上砂下黏地层中桩-筒复合基础三维数值分析模型,经模型验证与参数分析,进一步讨论了砂土厚度、筒径、筒高以及加载高度等参数对桩-筒复合基础承载特性的影响曲线,并拟合出桩-筒复合基础承载力简化计算公式,分析结果表明:桩-筒复合基础能显著提高桩身水平承载力,增幅达30%~90%,且增加筒径比增加筒高更有利于提高基础水平承载力;上部砂土层较厚时,桩-筒复合基础存在一个使复合基础水平承载力达到最大的预加竖向荷载最佳值,其值随不同载荷工况在(0.4~0.7)Vult范围内变化。
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关键词
桩-筒复合基础
V
-
H组合作用
上砂下黏地层
承载力包络线
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职称材料
海上风机桩-筒复合基础基频特性分析
3
作者
袁宗浩
姚云龙
+3 位作者
何奔
李娜
许丹婷
潘晓东
《浙江工业大学学报》
CAS
北大核心
2024年第2期142-148,共7页
桩-筒复合基础作为海上风机的一种新型基础型式,在提高单桩承载力方面相较于单桩基础具有一定优势,然而筒体对风机结构基频特性的影响规律尚不明确。为研究该问题,对风机塔筒进行解析建模,结合有限元,建立了不同几何尺寸的单桩基础和桩...
桩-筒复合基础作为海上风机的一种新型基础型式,在提高单桩承载力方面相较于单桩基础具有一定优势,然而筒体对风机结构基频特性的影响规律尚不明确。为研究该问题,对风机塔筒进行解析建模,结合有限元,建立了不同几何尺寸的单桩基础和桩-筒复合基础,将数值模型获得的基础刚度与上部塔筒解析模型进行耦合,提出了分析风机整机结构基频特性的有限元-解析耦合法。研究结果表明有限元-解析耦合法能够快速地实现风机整机结构基频预测。对比桩-筒复合基础与单桩基础基频特性发现:筒体的加入能有效提升单桩基础刚度,可以在不改变单桩基础桩径的前提下,有效提升结构第一阶固有频率,筒外径对基础基频的影响比筒壁高的影响更大。
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关键词
第一阶固有频率
有限元
-
解析耦合法
桩-筒复合基础
基础
刚度
动力特性
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职称材料
砂土场地桩-筒复合基础地震响应离心振动台试验
4
作者
杨威
张泽旺
+2 位作者
梁发云
王奕康
田会元
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期95-104,共10页
地震作用容易引起砂土地基中的海上风机基础液化失效,单桩-筒型复合基础(简称桩-筒复合基础)结合了单桩基础和吸力筒基础的优势,是一种新颖的海上风机基础形式。针对砂土场地桩-筒复合基础地震响应,开展干砂及饱和砂的单桩和桩-筒复合...
地震作用容易引起砂土地基中的海上风机基础液化失效,单桩-筒型复合基础(简称桩-筒复合基础)结合了单桩基础和吸力筒基础的优势,是一种新颖的海上风机基础形式。针对砂土场地桩-筒复合基础地震响应,开展干砂及饱和砂的单桩和桩-筒复合基础的离心振动台试验,采用白噪声和具有不同频谱成分的地震波进行激振,得到两种基础形式在砂土场地中的自振频率、超孔压累积、风机加速度响应以及基础弯矩分布等。结果表明:饱和场地中筒基下的浅层土体,其超孔压累积会有所衰减,加速度幅值则被相应放大;饱和场地中单桩浅部弯矩响应较大,风机产生明显的残余位移,相比单桩,桩-筒复合基础加速度响应更大,但其在限制水平位移方面具有明显优势。研究结论对于桩-筒复合基础的抗震分析具有参考价值。
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关键词
砂土场地
桩-筒复合基础
离心振动台
地震响应
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职称材料
上覆软黏土层对桩-筒复合基础承载性能的影响
被引量:
2
5
作者
孙艳国
许成顺
+3 位作者
杜修力
豆鹏飞
王丕光
孙毅龙
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期108-116,共9页
中国大多数海洋场地存在上覆软弱地层,这种海床特性对海上风电场建设十分不利。为研究上覆软黏土层对新型桩-筒复合基础承载性能的影响,基于有限元软件ABAQUS,建立不同厚度的上覆软黏土层场地中桩-筒复合基础数值分析模型,分别对桩-筒...
中国大多数海洋场地存在上覆软弱地层,这种海床特性对海上风电场建设十分不利。为研究上覆软黏土层对新型桩-筒复合基础承载性能的影响,基于有限元软件ABAQUS,建立不同厚度的上覆软黏土层场地中桩-筒复合基础数值分析模型,分别对桩-筒复合基础施加单向荷载(V、H、M)和复合荷载(H-M),研究上覆软黏土层厚度对各向极限承载力、桩-筒复合基础中各结构荷载分担比以及初始刚度k_(init)的影响。结果表明:桩-筒复合基础各向极限承载力随着上覆软黏土层厚度的增加而减小,当上覆软黏土层厚度等于筒结构入土深度(b=6 m)时,桩-筒复合基础的竖向极限承载力降低了12.86%,水平极限承载力降低了46.55%,抗弯极限承载力降低了34.86%;桩-筒复合基础的初始刚度k_(init)随着上覆软黏土层厚度的增加而减小。海上风电桩-筒复合基础的设计应充分考虑上覆软黏土层对承载特性的影响。
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关键词
桩-筒复合基础
海上风机
上覆软黏土层
降低率
荷载分担比
初始刚度
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职称材料
桩筒基础水平变形与基频特性研究
被引量:
1
6
作者
官春光
陈法波
许丹婷
《福建水力发电》
2022年第2期73-78,共6页
近年来随着海上风机的发展与应用越来越广泛,海上风电场的基础设计也越来越受到重视。由于海上风机的受力形式较为复杂,且往往基础土层的力学性质较差,传统的单桩基础并不能很好地应对各种海洋风险问题,寻求一种新的基础加固形式——桩...
近年来随着海上风机的发展与应用越来越广泛,海上风电场的基础设计也越来越受到重视。由于海上风机的受力形式较为复杂,且往往基础土层的力学性质较差,传统的单桩基础并不能很好地应对各种海洋风险问题,寻求一种新的基础加固形式——桩筒复合基础。通过建立不同尺寸的单桩基础和桩-筒复合基础,分析基础的水平变形特性;经过数值模拟获得基础刚度后,利用有限元-解析法对结构的第一阶固有频率进行求解,分析了轴向力对基频的影响,并预测了桩筒基础的整机基频。研究结果表明:桩-筒复合基础能有效减小桩身侧向变形,提升基础刚度。单桩基础经过筒体加固后,基频有所提升,且改变桩径对结构第一阶固有频率的影响较大。
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关键词
桩-筒复合基础
水平抗力
基础
刚度
第一阶固有频率
原文传递
题名
黏土中海上风力机桩-筒复合基础地震响应分析
被引量:
1
1
作者
张小玲
李赟琪
王丕光
穆坤
程星磊
机构
城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学)
天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期189-197,共9页
基金
国家自然科学基金(52078016,52108334)。
文摘
参考NREL海上风力机结构参数,基于ABAQUS软件平台,建立黏土中海上风力机桩-筒复合基础的三维整体有限元模型;采用总应力形式的非线性运动硬化模型描述黏土的不排水动应力应变响应,通过编制Matlab程序实现随机风荷载及波浪荷载的模拟;开展地震及风、浪、流荷载共同作用下海上风力机桩-筒复合基础的时域整体动力响应分析,揭示桩-筒复合基础的承载机理,分析地震烈度、土体强度及基础尺寸对桩-筒复合基础动力响应的影响规律。
关键词
海上风力机
数值模拟
地震响应
黏土
桩-筒复合基础
Keywords
offshore wind turbines
numerical simulation
seismic response
clay
pile
-
bucket composite foundation
分类号
TU470 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
上砂下黏地层中桩-筒复合基础V-H承载特性
被引量:
2
2
作者
邹新军
胡建峰
杨紫健
机构
湖南大学土木工程学院
湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室
出处
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期415-425,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52178329)资助。
文摘
海上风机基础不仅受自重等竖向力V作用,也因水流、波浪和风等影响而承受水平荷载H。为探讨上砂下黏地层中一种由单桩和吸力筒组成的新型海上风机桩-筒复合基础受V-H组合作用时的承载特性,自主设计完成了一系列室内桩-筒复合基础V-H组合加载模型试验,获得不同组合参数下桩-筒复合基础的荷载-位移曲线和桩身弯矩分布曲线,并绘制出V-H承载力包络线。在此基础上,采用ABAQUS建立了上砂下黏地层中桩-筒复合基础三维数值分析模型,经模型验证与参数分析,进一步讨论了砂土厚度、筒径、筒高以及加载高度等参数对桩-筒复合基础承载特性的影响曲线,并拟合出桩-筒复合基础承载力简化计算公式,分析结果表明:桩-筒复合基础能显著提高桩身水平承载力,增幅达30%~90%,且增加筒径比增加筒高更有利于提高基础水平承载力;上部砂土层较厚时,桩-筒复合基础存在一个使复合基础水平承载力达到最大的预加竖向荷载最佳值,其值随不同载荷工况在(0.4~0.7)Vult范围内变化。
关键词
桩-筒复合基础
V
-
H组合作用
上砂下黏地层
承载力包络线
Keywords
pile
-
bucket composite foundation
V
-
H combined loading
sand over clay soil deposit
bear
-
ing capacity envelope
分类号
TU473 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
海上风机桩-筒复合基础基频特性分析
3
作者
袁宗浩
姚云龙
何奔
李娜
许丹婷
潘晓东
机构
浙江工业大学土木工程学院
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
出处
《浙江工业大学学报》
CAS
北大核心
2024年第2期142-148,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51978621)
浙江省基础公益研究计划项目(TZ21E080003)。
文摘
桩-筒复合基础作为海上风机的一种新型基础型式,在提高单桩承载力方面相较于单桩基础具有一定优势,然而筒体对风机结构基频特性的影响规律尚不明确。为研究该问题,对风机塔筒进行解析建模,结合有限元,建立了不同几何尺寸的单桩基础和桩-筒复合基础,将数值模型获得的基础刚度与上部塔筒解析模型进行耦合,提出了分析风机整机结构基频特性的有限元-解析耦合法。研究结果表明有限元-解析耦合法能够快速地实现风机整机结构基频预测。对比桩-筒复合基础与单桩基础基频特性发现:筒体的加入能有效提升单桩基础刚度,可以在不改变单桩基础桩径的前提下,有效提升结构第一阶固有频率,筒外径对基础基频的影响比筒壁高的影响更大。
关键词
第一阶固有频率
有限元
-
解析耦合法
桩-筒复合基础
基础
刚度
动力特性
Keywords
first
-
order natural frequency
FEM
-
analytical coupling method
pile
-
bucket foundation
foundation stiffness
dynamic characteristics
分类号
TU473 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
砂土场地桩-筒复合基础地震响应离心振动台试验
4
作者
杨威
张泽旺
梁发云
王奕康
田会元
机构
中国长江三峡集团有限公司
岩土及地下工程教育部重点实验室(同济大学)
上海勘测设计研究院有限公司
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期95-104,共10页
基金
国家自然科学基金(52178346)
上海勘测设计研究院有限公司科研项目(2021FD(8)-021)。
文摘
地震作用容易引起砂土地基中的海上风机基础液化失效,单桩-筒型复合基础(简称桩-筒复合基础)结合了单桩基础和吸力筒基础的优势,是一种新颖的海上风机基础形式。针对砂土场地桩-筒复合基础地震响应,开展干砂及饱和砂的单桩和桩-筒复合基础的离心振动台试验,采用白噪声和具有不同频谱成分的地震波进行激振,得到两种基础形式在砂土场地中的自振频率、超孔压累积、风机加速度响应以及基础弯矩分布等。结果表明:饱和场地中筒基下的浅层土体,其超孔压累积会有所衰减,加速度幅值则被相应放大;饱和场地中单桩浅部弯矩响应较大,风机产生明显的残余位移,相比单桩,桩-筒复合基础加速度响应更大,但其在限制水平位移方面具有明显优势。研究结论对于桩-筒复合基础的抗震分析具有参考价值。
关键词
砂土场地
桩-筒复合基础
离心振动台
地震响应
Keywords
sand deposit
monopile
-
bucket hybrid foundation
centrifuge shaking table
seismic response
分类号
U441.3 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
上覆软黏土层对桩-筒复合基础承载性能的影响
被引量:
2
5
作者
孙艳国
许成顺
杜修力
豆鹏飞
王丕光
孙毅龙
机构
城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学)
清华大学土木水利学院
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期108-116,共9页
基金
国家自然科学基金优秀青年基金(51722801)。
文摘
中国大多数海洋场地存在上覆软弱地层,这种海床特性对海上风电场建设十分不利。为研究上覆软黏土层对新型桩-筒复合基础承载性能的影响,基于有限元软件ABAQUS,建立不同厚度的上覆软黏土层场地中桩-筒复合基础数值分析模型,分别对桩-筒复合基础施加单向荷载(V、H、M)和复合荷载(H-M),研究上覆软黏土层厚度对各向极限承载力、桩-筒复合基础中各结构荷载分担比以及初始刚度k_(init)的影响。结果表明:桩-筒复合基础各向极限承载力随着上覆软黏土层厚度的增加而减小,当上覆软黏土层厚度等于筒结构入土深度(b=6 m)时,桩-筒复合基础的竖向极限承载力降低了12.86%,水平极限承载力降低了46.55%,抗弯极限承载力降低了34.86%;桩-筒复合基础的初始刚度k_(init)随着上覆软黏土层厚度的增加而减小。海上风电桩-筒复合基础的设计应充分考虑上覆软黏土层对承载特性的影响。
关键词
桩-筒复合基础
海上风机
上覆软黏土层
降低率
荷载分担比
初始刚度
Keywords
pile
-
bucket composite foundation
offshore wind turbine
overlying soft clay
reduction rate
bearing capacity sharing ratio
initial stiffness
分类号
TU47 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
桩筒基础水平变形与基频特性研究
被引量:
1
6
作者
官春光
陈法波
许丹婷
机构
福建中闽海上风电有限公司
中国电建集团华东勘测设计研究院
浙江工业大学
出处
《福建水力发电》
2022年第2期73-78,共6页
文摘
近年来随着海上风机的发展与应用越来越广泛,海上风电场的基础设计也越来越受到重视。由于海上风机的受力形式较为复杂,且往往基础土层的力学性质较差,传统的单桩基础并不能很好地应对各种海洋风险问题,寻求一种新的基础加固形式——桩筒复合基础。通过建立不同尺寸的单桩基础和桩-筒复合基础,分析基础的水平变形特性;经过数值模拟获得基础刚度后,利用有限元-解析法对结构的第一阶固有频率进行求解,分析了轴向力对基频的影响,并预测了桩筒基础的整机基频。研究结果表明:桩-筒复合基础能有效减小桩身侧向变形,提升基础刚度。单桩基础经过筒体加固后,基频有所提升,且改变桩径对结构第一阶固有频率的影响较大。
关键词
桩-筒复合基础
水平抗力
基础
刚度
第一阶固有频率
分类号
P75 [天文地球—海洋科学]
TM614 [电气工程—电力系统及自动化]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
黏土中海上风力机桩-筒复合基础地震响应分析
张小玲
李赟琪
王丕光
穆坤
程星磊
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
上砂下黏地层中桩-筒复合基础V-H承载特性
邹新军
胡建峰
杨紫健
《防灾减灾工程学报》
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
3
海上风机桩-筒复合基础基频特性分析
袁宗浩
姚云龙
何奔
李娜
许丹婷
潘晓东
《浙江工业大学学报》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
4
砂土场地桩-筒复合基础地震响应离心振动台试验
杨威
张泽旺
梁发云
王奕康
田会元
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
5
上覆软黏土层对桩-筒复合基础承载性能的影响
孙艳国
许成顺
杜修力
豆鹏飞
王丕光
孙毅龙
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
6
桩筒基础水平变形与基频特性研究
官春光
陈法波
许丹婷
《福建水力发电》
2022
1
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