高稳高效海上风电安装平台关键制造技术研究

海上风电作为可再生清洁能源之一,受到世界各国的高度重视与大力发展。我国将海上风电提升至解决能源危机、减缓气候变化、调整能源结构的国家战略高度,到2030年我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。安装平台不足将是我国海上风电场无法如期建成投产的主要障碍。对自升自航式海上风电安装平台系列高端装备及其设计制造的三大技术难题——腿站立作业易“失稳”、大平台大跨距大倾覆力矩自升易“失控”、高空吊装巨型叶片逾百螺栓精准定位易“失准”,以及焊缝缺陷修复和局部裂纹损伤的激光锻造修复再制造进行了介绍,研制的具有不同规格的系列装备在中国、英国、丹麦、德国等国家的著名海上风电场建设应用情况良好。     

基于多视图立体视觉的沙堆三维尺寸测量研究

利用从运动中恢复结构方法(SFM),提出了一种基于多视图立体视觉的沙堆三维重建及三维尺寸测量方法。首先根据SFM方法的求解不稳定特点,结合光束平差法对SFM求解过程进行分析及优化;其次针对SFM重建结果为稀疏点云的问题,利用基于面片的稠密重建算法重新生成稠密的三维点云,再利用泊松算法对密集点云进行三维曲面重建;最后获得模型的三维尺寸信息。对某建筑工地的沙堆进行了三维尺寸的测量实验,实验结果验证了该方法的有效及可行性,提高了重建能力及精度,同时考虑了目标实际测量误差与重建误差,能够满足实际智能测量的应用需求。     

复杂岩基地质海上风电高桩承台基础关键技术研究及应用

本文针对福建海域复杂的地质特点,以岩基海床高桩承台基础为研究对象,对基础的承台选型、承台结构设计进行分析,结合基础的载荷计算、结构的内力建模、基础的实际监测数据,研究表明高桩中承台嵌岩基础满足设计规范要求。同时,以嵌岩基础施工为例,从桩基施工、承台施工2方面详细阐述了基础施工工艺,实践表明,采用打桩架固定式沉桩、整体式嵌岩平台、装配式预制钢套箱工艺可显著提高施工效率,满足工程建设要求。该高桩承台基础设计和施工方案可为东南沿海类似工程提供参考。     

削减桩基负摩阻力的室内模拟试验

为探明桩基混凝土不同涂料对桩基负摩阻力的削减效果,通过大型剪切试验,以塑限18%的黏性土为试验土,着重研究了试验土含水率变化以及桩基混凝土侧面不同涂料对桩基负摩阻力的影响。结果表明,当黏性土含水率略大于塑限时,桩基负摩阻力的削减效果较好,此时在混凝土表面涂石蜡机油混合物、聚合物纳米材料或者油漆产生的削减效果基本一致;当黏性土含水率与塑限含水率相差较大时,采用石蜡机油混合物作为桩侧混凝土涂料对于桩基负摩阻力的削减效果最佳;可通过不同方式对中性点位置进行确定并采用不同适用条件下涂料对桩基负摩阻力进行削减。     

高路堤预应力锚索桩板墙承载特性分析

以昆明—曼谷国际公路k70路堤加固工程为背景,采用原位测试方法,完成了不同工况下预应力锚索桩板墙承载特性的现场试验。通过观测结构位移、土压力、桩身内力以及锚索预应力等,系统分析了预应力锚索桩板墙的受力特性与力学行为。锚索桩板墙对高路堤的加固效果显著,填筑初期结构位移随填土高度线性增加,锚索施工后增速有所减缓;初始填筑阶段,抗滑桩变形以刚性倾斜为主,随着锚索张拉和桩后填土不断增高桩身产生了较为明显的弯曲变形。作用在抗滑桩后的土压力大致呈三角形分布,板后土压力大致呈抛物线型分布;相同埋深条件下作用在抗滑桩上的土压力明显大于挡板,原因在于相邻抗滑桩间产生了明显的土拱效应,下部相邻抗滑桩间的土拱效应更强;与解析解的对比结果表明,实测最大桩后土压力与滑坡推力接近,远小于被动土压力;实测板后土压力与主动土压力接近,工程设计中可选取Rankine主动土压力作为挡板的设计荷载,在不利位置采取增大板厚等措施避免挡板发生破坏。采用弹性弯曲梁理论对锚索桩板墙内力计算的结果与实测结果基本一致。张拉锁定初期锚索预应力损失较大,约为设计荷载的10%,后期锚索预应力逐渐趋于稳定,锚索预应力长期损失约为设计荷载值的12%~15%。     

Optimum lateral extent of soil domain for dynamic SSI analysis of RC framed buildings on pile foundations

This article describes a novel approach for deciding optimal horizontal extent of soil domain to be used for finite element based numerical dynamic soil structure interaction (SSI) studies. SSI model for a 12 storied building frame, supported on pile foundation-soil system, is developed in the finite element based software framework, OpenSEES. Three different structure-foundation configurations are analyzed under different ground motion characteristics. Lateral extent of soil domain, along with the soil properties, were varied exhaustively for a particular structural configuration. Based on the reduction in the variation of acceleration response at different locations in the SSI system (quantified by normalized root mean square error, NRMSE), the optimum lateral extent of the soil domain is prescribed for various structural widths, soil types and peak ground acceleration levels of ground motion. Compared to the past studies, error estimation analysis shows that the relationships prescribed in the present study are credible and more inclusive of the various factors that influence SSI. These relationships can be readily applied for deciding upon the lateral extent of the soil domain for conducting precise SSI analysis with reduced computational time.     

强风化砂岩边坡锚筋桩布置方式及支护作用研究

强风化顺层砂岩边坡具有节理裂隙发育、强度低的特征,导致开挖过程中出现边坡稳定问题。单纯的锚杆锚索支护无法满足边坡稳定性需求,在现场抗滑桩施工困难的情况下,选用经济、高效、施工便利的锚筋桩结合锚杆锚索对强风化顺层砂岩边坡进行支护。针对强风化砂岩破碎且强度低的特性,考虑高压注浆的劈裂作用,通过FLAC 3D数值模拟进行方案比选,得到适用于强风化砂岩边坡的锚筋桩多角度交叉布置方案。根据试验段边坡锚筋桩监测数据,分析强风化顺层砂岩边坡锚筋桩作用机理,验证了多角度交叉布置锚筋桩对强风化顺层砂岩边坡的加固效果。     

杂填土边坡稳定性分析及其抗滑桩优化设计

以某建筑场地边坡的实际地质条件为基础,建立了边坡稳定性的FLAC 3D数值模拟模型,分别分析了有无支护3种工况下的边坡稳定性,研究了边坡安全稳定系数随抗滑桩加固位置、长度和桩间距的变化规律,给出了合理的抗滑桩设计方法。结果表明:(1)边坡的最大水平位移和竖向位移出现在素填土层的坡顶和坡中位置,无支护条件下难以满足安全储备要求;(2)合理的抗滑桩加固位置可以将边坡安全稳定系数提高到满足安全储备要求,抗滑桩的最佳加固位置为边坡中部距底坡水平距离为34m处;(3)边坡的安全稳定系数随抗滑桩长度的增大和桩间距的减小而增大,抗滑桩的最佳长度和间距分别为20m和8m。     

基于离散单元法的群楼拆除爆破仿真模拟

基于青岛开发区一商场爆破工程,利用颗粒离散元法建立离散元网格实体模型,用多面体离散元法模拟分析拆除爆破中建筑物的倒塌过程。研发的网格实体模型详细模拟了建筑物从结构局部失稳到整体完全倒塌的整个过程,确定了爆堆轮廓线和爆堆尺寸,直观给出了爆破设计的效果。触地振动、冲击力变化分析结果表明:所给出的爆破方案可达到预期拆除爆破的效果,触地振动符合《爆破安全规程》要求;该模型可优化爆破设计,指导爆破施工,为建筑物拆除爆破的灾害预测与安全评估提供理论依据。