吸力式基础离心模型试验的动力加载设备

离心模型试验是进行海洋工程研究的一种新型技术,具有广泛的应用前景.本文主要介绍了清华大学研制开发的电磁式激振器,该激振器用于吸力式基础离心模型试验中对模型施加水平动荷载.该激振器最大的技术难点是在100g(g为重力加速度)离心加速度下,对吸力式桶基施加高频率的循环荷载.     

桶式防波堤离心模型试验

桶式基础防波堤结构在淤泥质海岸工程中的应用逐渐引起关注,但单桶多隔舱桶式基础结构的稳定性问题尚未得到解决。结合连云港防波堤工程,通过离心模型试验探讨波浪荷载作用下桶式基础防波堤结构的稳定性问题。采用拟静力和循环往复作用力两种方式模拟波浪荷载作用,分析试验结果,得出桶式基础防波堤结构在各个阶段中的变形稳定性状和可能的破坏模式,为工程设计优化提供参考。     

海上风机吸力式桶形基础竖向承载力特性研究

吸力式桶形基础作为一种新型的海上风机基础,正逐渐以单桶或者多桶组合形式被应用于海上风机支撑基础设计中。然而目前对应用于海上风机基础的桶形基础的极限承载力的研究仍存在研究不全面和结果不统一的问题。本文以宽浅型单桶基础为例,采用有限元软件Abaqus对海上风机吸力式桶形基础在饱和黏土地基中的竖向承载特性进行三维有限元分析。考虑桶土接触面分离条件对极限承载力和土体破坏模式的影响,并且对桶形基础长径比、土体的有效重度以及土体不排水抗剪强度分布对桶形基础竖向极限承载特性的影响进行分析。研究成果可以为海上风机吸力式桶形基础设计提供参考。     

海上风机吸力式桶形基础竖向承载力特性研究

吸力式桶形基础作为一种新型的海上风机基础,正逐渐以单桶或者多桶组合形式被应用于海上风机支撑基础设计中。然而目前对应用于海上风机基础的桶形基础的极限承载力的研究仍存在研究不全面和结果不统一的问题。本文以宽浅型单桶基础为例,采用有限元软件Abaqus对海上风机吸力式桶形基础在饱和黏土地基中的竖向承载特性进行三维有限元分析。考虑桶土接触面分离条件对极限承载力和土体破坏模式的影响,并且对桶形基础长径比、土体的有效重度以及土体不排水抗剪强度分布对桶形基础竖向极限承载特性的影响进行分析。研究成果可以为海上风机吸力式桶形基础设计提供参考。     

浪流作用下吸力式桶形基础的承载力研究

吸力式桶形基础作为是一种应用于海上风机的新型基础形式,具有施工速度快、可重复利用和费用经济等优点,被广泛应用于海洋平台和海上风电等结构的基础中。实际海洋环境中,在波浪、海流的耦合作用下会在基础周围产生冲刷,减少基础有效入土深度,将影响其承载特性。结合室内模型试验,通过建立波流作用下吸力桶-土精细化数值分析模型,对波浪和冲刷作用下吸力式基础的承载特性进行分析。研究表明:随着波浪荷载的增大,吸力式桶形基础的承载性状由循环稳定转变为循环失稳,相同波浪荷载下,冲刷会造成基础桶顶位移量显著增大;随着冲刷深度的增加,吸力式桶形基承载能力整体呈下降趋势。     

海上漂浮风电吸力桶型基础的抗拔承载特性

文章开展数值模拟,研究漂浮式海上风机吸力式桶形基础在上层黏性土、下层砂土的分层土地基中的抗拔承载特性,探讨该基础的极限承载力、基础周围土体变形、基础转动点和前后侧土压力随加载位置和加载角度的变化规律。研究表明：随着加载位置沿主桶埋深方向下移,基础的抗拔承载力先增大后减小;当基础在分层土中承受倾斜荷载作用时,最佳加载位置位于3L/4桶高处（L为基础高度）;基础的极限承载力和前侧土体变形范围均与加载角度成反比;对于桶顶中心受载的工况,加载角度对转动点的影响较小,在不同的加载角度下,基础的转动点均位于基础顶面以下0.84L处。此外,探究加载位置和角度对基础侧壁土压力的影响,结果表明：基础埋深3L/4以下的前侧地基土压力随荷载作用点的下移而增大,与荷载作用角度成反比;基础埋深3L/4下的前侧地基对基础承载性能的发挥有重要影响。     

裙式吸力基础水平承载力影响因素的数值分析

近年来,吸力基础已在各种悬浮结构、海洋平台锚固装置和离岸风电场工程中得到成功应用.重点研究离岸风电场新型裙式吸力基础的水平承载力,分析设置接触面对结构水平位移的影响、裙式基础的尺寸比变化等因素对水平承载力的影响.数值分析结果表明,通过增加裙式基础的高度能有效提高基础的水平承载力.     

海上风电桶型结构安全与基础承载力计算

为了研究海上风电桶型结构型式与地基承载力特征,基于有限元建立吸力桶结构与地基的三维数值模型,采用有限差分法计算风电结构与海床地基的变形与屈服,分析不同荷载模式下结构变形与荷载的变化关系,以及地基基础的极限承载特性,通过研究单一极限荷载(水平荷载、竖向荷载、弯矩)作用下桶型结构的变形、安全稳定性以及地基的极限承载特性。研究结果可为海上风电场吸力桶结构的设计与选型、安全运行以及地基长期稳定性提供参考。     

海上风车吸力式筒型基础的优化设计

在满足安全的前提下,如何降低成本和方便施工是海上风车吸力式筒型基础设计的技术难题。针对这些技术难点对吸力式筒基进行优化设计研究。提出以筒基总体积、单筒外直径及筒基入泥深度的加权和作为目标函数、以筒基的基本结构参数作为决策变量、以限制结构的深基础运动和浅基础运动作为约束条件的优化模型,并应用蚁群算法求解非劣最优解。工程实例应用表明,优化设计的效果是显著的。     

徐圩防波堤工程桶式基础结构设计

桶式基础结构是一种新型防波堤结构,目前尚没有成熟的设计标准和施工工艺。结合连云港徐圩防波堤工程,介绍此结构的设计荷载工况、结构模型试验、有限元分析方法、配筋方法。通过对比土体-结构相互作用模型和简化独立桶体模型,说明两种分析方法的优劣。以实例对比说明中国规范和美国混凝土学会ACI 318规范关于双向板裂缝宽度的计算方法。     

桶形浅基础水平极限承载力分析研究

通过对桶基和土相互作用的研究及土抗力的相应分析,提出浅海桶形平台受水平力作用时桶形基础的破坏模式及其计算方法,并结合实例进行计算。     

考虑土体剪切作用下桶形基础水平承载力研究

根据目前的试验研究,本文提出了一种桶形基础的水平承载力的计算模型,并据此模型推导桶形基础水平承载力计算公式。该模型考虑了当桶体发生转动时土体对桶体的剪切作用。水平承载力公式按照三维空间问题进行推导,形式简单,计算方便,有较强的实用价值。最后根据试验结果验证了该公式的合理性。     

饱和软黏土地基中单桶形基础水平承载力研究

根据已有试验研究结果和理论分析经验,对处于饱和软黏土地基中承受水平荷载作用的单桶形基础空间受力状态,进行合理的抽象和简化,利用极限平衡法,推导适用于工程实践中估算其水平承载力的计算公式,并通过与试验结果的对比验证公式的可靠性。     

土性参数对桶形基础竖向地基承载力影响的敏感性分析

介绍了桶形基础平台的基本情况，并提出具有浅基特点的桶基平台可采用经典的地基承载力公式进行承载力计算。通过试验数据进行土性参数的敏感性分析，阐明在特定工程的基准参数集下土性参数对地基极限承载力的不同贡献，为设计和施工提供理论依据。     

桶型基础在负压作用下的屈曲分析

桶型基础是一种新型的基础结构形式 ,它采用短粗圆柱薄壳结构 ,利用负压原理安装 ,当基础非常接近海床时 ,裙端在横向没有约束 ,在静水压力作用下极易产生屈曲 ,是结构最危险的状态。本文将此时的结构简化为一端固定 ,一端自由的圆柱薄壳 ,采用经典线性屈曲理论 ,通过选取轴向梁函数与周向三角形函数的组合作为屈曲挠度函数 ,得到了桶型基础在一端固定 ,另一端自由边界条件下的线弹性屈曲的解析解。同时采用工程实例进行计算 ,并与有限元计算进行了对比 ,获得了比较满意的结果。根据本文的理论方法编制的程序简单明了 ,计算方便 ,非常适合于实际工程中的预算和评估。     

筒型基础和吸力锚筒水上沉桩装置

本文介绍了两种水上沉桩的新装置。一种是吸力锚筒静载沉桩装置，该装置利用插入到海底泥土中的吸力锚筒提供沉桩力，通过桩帽和连接吸力锚筒的铜缆具将静压力施加于桩顶，该装置不存在噪声污染和对周围建筑物的振动破坏。另一种是筒型基础水上打桩平台，该装置由筒型基础和框架式上部平台组成，筒型基础可插入地基土中提供水平抗力，又可提供气浮力使打桩平台在水上漂浮，在上部平台上安装有可以在水平面上移动和可以调整角度的桩锤导向架和打桩锤，该装置抗风浪和水流能力强，定位和移位方便快捷。这两种水上沉桩装置具有打桩船不具备的一些优点，有一定的开发和推广应用价值。     

桶形负压桩基础火炬塔设计

针对我国滩海油田海况及地质条件,提出采用桶形负压桩做为独立火炬塔平台基础的设计方案,经结构强度计算、整体稳定性计算、桶形基础负压下沉阻力计算、施工技术研究,认为该结构方案技术可行,施工周期短,是一种可重复使用的新型海上火炬塔结构形式.