长期循环荷载下海上单桩基础变形特性的数值模拟研究

• 作者: 杨钰荣 孙毅龙 许成顺 翟恩地
• 来源期刊: 海洋技术学报
• 关键词: 海上风电 单桩基础 刚度衰减 长期荷载 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 79-95
• 页数: 16页
• 分类号: TU47
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-2029.2022.04.009

摘要

海上风机系统长期承受风荷载、波浪等循环荷载作用，这种低频长期荷载作用下的桩—土相互作用，使桩周土体刚度发生变化，导致桩基累积变形增大，从而危及风机系统的运行安全。根据饱和砂土室内循环剪切试验得到刚度衰减规律并嵌入FLAC3D有限差分平台，建立海上风电系统三维桩—土相互作用数值模型。研究结果表明，桩基水平位移累积速率随荷载幅值的增大而增加；在相同无量纲荷载幅值下，随桩径的增大和场地密实度的降低而增加；桩基转动中心随桩径的增大呈现下移趋势，基本不受荷载大小与场地密实度的影响；通过整体数值模型分析发现，从桩基累积变形的长期发展来看，幂函数模型的预测结果更为可靠，两种预测模型的参数随荷载幅值、桩径的增大而增加，随场地土体密实度的增加而减小。