复合加载模式下不排水饱和软黏土中宽浅式筒型 基础地基承载力包络线研究

作为高耸结构物,海上风机受到巨大的水平荷载作用。宽浅式筒型基础是为适应中国近海荷载特点而研发的一种新型海上风机基础形式,经典的地基承载力计算公式无法精确地计算复合加载模式下宽浅式筒型基础地基的极限承载力。通过数值计算研究了不排水饱和软黏土中宽浅式筒型基础在V-H、V-M、H-M和V-H-M加载模式下的地基承载力包络线,并提出了V-H和V-M加载模式下的地基承载力包络线的表达式。研究结果表明V-H和V-M加载模式下宽浅式筒型基础地基承载力包络线具有对称性,而H-M加载模式下呈非对称性,其非对称性随着基础深宽比增大而更加显著;V-H-M加载模式下地基承载力包络线的形状受竖向荷载V的影响,表现为包络线关于M轴的非对称性随着竖向荷载的增大而减弱。可根据海上风机的实际受力状态与该破坏包络线之间的相对关系,评价实际受荷状态下筒型基础的稳定性。     

宽浅式筒型基础竖向承载力研究

通过有限元计算,研究了不同长径比下筒型基础竖向压载作用下的承载特性,分析了竖向荷载作用下宽浅式筒型基础的失效模式,并与试验结果进行对照,数值计算与模型试验的荷载–位移曲线虽存在一定差距,但整体趋势相近。对筒型基础不同部位在承担竖向压载时所承担的比例变化进行分析,其中,筒顶接触反力、内侧摩阻力及端阻力承担90%以上的荷载比例,计算极限承载力时可将筒内土与筒作为一个整体。给出了筒壁土压力的分布形式,在汉森理论的基础上提出适用于宽浅式筒型基础竖向承载力的计算公式,并与有限元、试验结果进行比较,除长径比为1.0的模型外,相对误差均在10%以内。     

淤泥质黏土中复合筒型基础水平承载力试验研究

复合筒型基础作为一种新型海上风力发电基础,与以往的筒型基础结构形式有较大差别,其极限承载能力及筒土作用机理需进一步深入研究。针对这一问题,设计了复合筒型基础大尺寸模型,开展了淤泥质黏土中的水平承载力试验,得到了复合筒型基础在水平荷载作用下的土压力分布规律、位移变化机制及极限承载能力等。试验结果表明,随着荷载的增加,被动区土压力有较大增长,主动区土压力呈现负压并逐渐恢复为初始土压力;旋转中心的位置随着荷载的增加从中轴线附近逐渐沿着加载方向移动,极限荷载时,旋转中心位于距顶面0.8倍筒壁高度处的分仓板附近。     

安装扰动对筒型基础短期承载性能的影响

随着海上风电一步式安装技术的发展，筒型基础安装扰动对短期承载性能的影响有待进一步研究。为此采用Abaqus用户子程序自定义场变量的形式，模拟了筒型基础安装扰动对周边土体强度的影响；然后通过三维小变形分析方法研究了不同安装扰动范围对筒型基础短期承载性能的影响。研究结果表明，安装扰动中的侧壁扰动部分是引起筒型基础承载力降低的主要原因；基础的竖向和抗倾覆承载力受安装扰动的影响降低明显，且降幅与基础的长径比有关，而基础的水平承载力降低相对较小，且降幅与基础长径比无关；此外，安装扰动后基础的复合承载力包络线形状与未扰动工况一致，可采用相同的表达式进行描述。在此基础上，提出了考虑安装扰动影响的筒型基础承载力计算方法，可用于评估安装扰动对筒型基础短期承载性能的影响。     

软土地基上箱筒型基础防波堤静力离心模型试验研究

利用离心模型试验研究新型箱筒型基础防波堤在水平静荷载作用下的工作性状和稳定性.通过在箱筒型基础防波堤上的波浪荷载合力作用点处施加水平静荷载直至达到极限状态,得到水平静荷载作用下防波堤的位移和地基土体中超静孔压响应.试验结果表明:设计荷载作用下防波堤结构的位移较小,荷载达到约2.2倍设计值时,荷载-位移曲线出现拐点,当荷载达到约3倍设计值时达到极限状态,防波堤发生向港侧的水平位移、港侧基础筒下沉、海侧基础筒上升以及向港侧的倾斜;荷载作用下港侧基础筒周围土体中的孔压增大,海侧基础筒周围土体中的孔压降低,港侧基础筒内的超静孔压始终大于筒外的超静孔压,荷载较小时海侧基础筒内的负超静孔压大于筒外的负超静孔压,而荷载较大时筒内的负超静孔压略小于筒外的负超静孔压.     

黏土中宽浅式筒型基础筒土协同承载模式研究

宽浅式筒型基础是一种新型的海上风电基础,该基础在控制地基差异沉降方面具有巨大优势。但目前工程应用中宽浅式筒型基础的设计方法尚不成熟,一般是将筒内土体与筒视为整体,参照实体墩式基础的设计规范进行设计验算。文中基于宽浅式筒型基础大比尺模型试验,分析筒型基础在受荷过程中所受土压力的变化规律,发现只有部分筒内土体与基础协同作用。为研究筒土协同作用,提出了筒土协同度的概念,运用基于试验参数的数值模拟方法就加荷条件、筒型基础结构尺寸、筒内分仓形式、分仓板高度和厚度及筒土相对刚度等因素对筒土协同度的影响进行系统分析,并研究筒土协同度对承载力的影响,为基础结构的优化设计提供参考。     

水塔重力荷载效应对钢筋混凝土筒壁可靠度的影响

本文通过对倒锥壳水塔筒壁在风荷载和地震荷载作用下的截面计算，就重力荷载分项系数的取值对计算结果的影响进行了探讨，并对其取值提出看法。     

分舱板对海上风电复合筒型基础承载特性的影响研究

为了增强结构强度、浮运稳定性以及实现下沉过程的精细化调平,复合筒型基础钢筒内须设置分舱板,但目前有关分舱板对基础承载特性影响的研究尚不深入.以6.45 MW海上风机复合筒型基础为例,基于有限元数值模拟,研究了不同转动状态和不同结构尺寸下蜂窝状分舱板对复合筒型基础承载特性的影响,并评价了分舱板形式、高度和厚度对基础承载力...     

考虑钢护筒效应变截面桩竖向承载力研究

文章对钢护筒给桩身竖向承载力性能带来的影响进行了研究,提出相应的修正公式。采用有限元法分析了考虑钢护筒作用时桩的沉降量的改变,分析结果表明,考虑钢护筒效应可以有效地提高桩承载力,减小其沉降量。     

近海风机筒型基础的疲劳损伤数值分析

针对近海风机筒型基础长期受到疲劳荷载作用的特点,结合实际工程,采用三维有限元软件ABAQUS混凝土损伤塑性模型对筒型基础进行在疲劳荷载工况下的损伤计算,并结合规范法对筒型基础的疲劳性能进行数值计算分析。结果表明,筒型基础局部最大损伤系数为0.2979,损伤系数较小,基础不会发生损伤开裂,基础整体结构抗疲劳性具有足够的安全储备。该方法为类似海上结构物的疲劳损伤计算提供了一些参考依据。     

垫层对CFG桩复合地基承载力评价的影响研究

为了能正确利用静载荷试验评价CFG桩复合地基承载力，进行了两组载荷板下不同厚度和材料垫层条件下的CFG桩复合地基垂直静载荷试验，对桩土反力进行了测试。根据试验结果和复合地基桩土共同作用的特性，研究了外荷载增加时不同厚度垫层条件下CFG桩复合地基桩士应力比、荷载分担比以及沉降的发展历程。认为垫层厚度和材料对CFG桩复合地基的承载力性状有很大影响，两者之间有个匹配问题。提出在CFG桩静载荷试验时，可以采用厚度为50～150mm的石屑 中粗砂、碎石 中粗砂或碎石 石屑垫层，桩问土的承载力发挥系数为0．75～1．0。     

桶形基础极限承载力特性研究

通过有限元计算，分析了不同长径比下横向和竖向承载力、载荷位移曲线以及耦合载荷作用下的极限承载力特性，并与实验结果进行了对照。结果表明：当竖向压力小于某临界值时，基础的横向极限承载力随着竖向压力的增加而增加；但是当竖向压力增大到超过该临界值以后，横向极限承载力反而会随竖向压力的增大而降低。随着长径比的增加，基础承载力，特别是横向承载力有比较明显的提高。     

夯实水泥土桩复合地基承载力性状试验研究

针对非饱和黏土及粉土中夯实水泥土桩复合地基，进行不同桩长、不同配比单桩载荷试验，不同桩长的单桩及四桩复合地基载荷试验，不同面积置换率的九桩复合地基载荷试验。研究复合地基破坏模式，探讨桩长、面积置换率对复合地基承载力的影响。通过对比不同承压板宽度复合地基载荷试验结果，指出目前采用单桩复合地基载荷试验结果评价夯实水泥土桩复合地基承载力存在的问题。     

地面水对黄土地区桥梁桩基承载力影响试验研究

黄土因其特有的工程性质,使位于黄土地区的桥梁桩基础在桩周土受地面水浸湿后产生湿陷变形,该变形引起桩的负摩阻力,降低了桩的承载力。通过陕西芝川河特大桥桩周浸水前、后的荷载试验,对黄土区域桩基浸水前、后的承载性状进行了分析研究,揭示了地面水对黄土区域桥梁桩基承载力性状具有较大的影响;分析了桩及桩周土浸水期间的沉降变化规律。研究成果对黄土区域公路桥梁桩基础的设计与施工具有重要理论价值与指导意义。     

竖向载荷作用下桶形基础与土相互作用机理研究

本文进行了竖向下压载荷作用下 ,桶形基础与土相互作用的模型试验及非线性数值分析 ,计算结果与模型试验的荷载 -沉降曲线吻合较好 ,同时对桶形基础的不同部位在承担竖向下压载荷时所承担的比例变化进行分析 ,给出顶板土反力、侧壁摩阻的分布形式及端部阻力的特性 ,并对顶板对桶形基础受力特性的影响及桶形基础与实体基础受力特性的差别进行了计算与分析     

有关地基承载力问题的探讨

对于岩土工程勘察,地基土承载力是必须向结构设计方提供的设计参数,其数值大小的真实性,关系到利用天然地基能否安全、采用的基础形式是否合理、进行地基加固处理有无必要,这又必然涉及到工期和造价。基于此,有必要就地基承载力修正、公式推演、各向异性、影响因素等问题进行一系列的探讨。     

桶形基础发展概况

介绍了一种目前应用于近海工程建筑物的新型基础--桶形基础以及它的由来和发展,阐述了桶形基础在土中的工作原理,总结了目前桶形基础在试验、理论研究和设计方面的现状,同时还介绍了桶形基础的施工方法,指出了桶形基础的应用前景.     

复合桩基竖向承载力分项系数研究

 根据可靠度分析原理, 对复合桩基按概率极限状态设计的实用设计表达式、分项系数的确定方法、取值标准、影响因素等进行了研究, 探讨了分项系数的不同分配对设计结果的影响, 从而可在概率极限状态设计中运用优化设计原则提高设计安全水准。     

钻孔嵌岩灌注桩承载特性浅析

大直径钻孔灌注桩已成为高层建筑较常用的基础形式之一,但其理论研究远不能适应实际应用。根据浙江地区部分试桩资料对大直径钻孔嵌岩灌注桩的承载特性进行分析,并与有关分析结果进行比较,为合理利用该桩型提供一定的理论依据。     

空洞的存在对浅基础承载力与沉降的影响分析

空洞的位置、形状、大小以及地基土的类型等诸因素都会对浅基础的承载力和沉降产生影响。利用一系列的二维弹塑性有限元方法分析一个空洞存在时其位置对浅基础承载力与沉降的影响，并对其发生机制进行研究。研究结果表明：空洞对浅基础承载力与沉降的影响存在一个极限范围。只有当空洞存在于这个影响极限范围之内时，空洞的存在才会显著地影响基础的承载力和沉降。另外，基于有限元量化分析结果，还提出一个简单实用的浅基础承载力的空洞影响效果计算方法。