水平循环荷载下砂土海床中超大直径单桩临界埋深确定方法研究

超大直径单桩是目前海上风机最常见的基础形式,承受风压、波浪等循环荷载的耦合作用,其变形机理与传统的常规直径基桩存在较大差异,目前国际上还没有成熟的设计理论。在保证基桩服役性能的同时需考虑经济性,因此确定基桩的临界埋深具有重要意义。基于砂土割线刚度衰减模型,开发了相应的桩土水平循环相互作用分析有限元子程序;根据福建平潭标准砂三轴循环剪切试验率定刚度衰减模型参数,进行基桩水平静力和循环变形三维数值分析,并将计算结果与超重力离心模型试验结果进行对比验证。在此基础上针对福建平潭海上风电场5 m直径的超大直径单桩,计算不同循环次数下的桩身变形特性,并基于不同的判断准则确定其临界埋深。最终建议以基桩泥面处侧向变形达到最小值时的埋深作为基桩临界埋深,相应的基桩临界埋深为8倍桩径。