浪溅区局部腐蚀对单桩基础承载特性影响的数值模拟

基于Abaqus桩基数值模型,对浪溅区局部腐蚀下的大直径钢管桩承载特性进行数值模拟分析。结果表明：局部腐蚀对单桩基础水平承载特性影响显著,对竖直承载特性的影响忽略不计;在水平载荷作用下,随着腐蚀深度的增加,应力集中范围自腐蚀区上端逐渐扩大至腐蚀区下端,且应力在腐蚀区中心达到峰值;在竖直载荷作用下,随腐蚀深度的增加,应力集中范围自腐蚀区中心向未腐蚀区扩展。研究结果可为海上风电单桩基础的防腐措施提供理论支持。     

海上风电开孔单桩承载特性数值模拟

为分析开孔对单桩基础水平方向和轴向承载特性的影响规律,采用Abaqus数值分析软件建立大直径单桩基础桩身开孔数值模型。结果显示：桩身开孔对大直径单桩基础的水平承载特性有一定的影响,当水平载荷为1 050 kN时,开孔桩桩顶的水平位移为0.030 m,无孔桩桩顶的水平位移为0.026 m,两者相差13.3%;桩身开孔对大直径单桩基础的竖直承载特性影响不明显,当轴向载荷小于12 000 kN时,开孔对桩的竖直承载特性的影响可忽略不计;桩身开孔导致应力集中现象,竖直载荷和水平载荷作用下的应力集中系数分别为4.2和1.1。研究成果可为海上风电施工建设提供参考依据。     

海上风电大直径植入型嵌岩单桩关键技术

针对软土覆盖层浅、基岩强度大的海上风电大直径植入型单桩基础嵌岩方案，建立桩-基岩-灌浆料模型，对植入型嵌岩单桩基础进行受力分析，分析结果表明单桩最大应力和灌浆料最大应力均满足极端情况下的风电基础设计要求。介绍钢管桩与岩孔间填充材料的选择、灌浆施工工艺，以及海上风电大直径嵌岩单桩风险点和解决措施。该技术对海上风电大直径嵌岩单桩的设计开发具有一定的启发作用。     

海上风电场大直径钢管桩抗压承载力试验

为研究超大直径钢管桩的抗压承载性能,中广核如东150 MW海上风电场试桩工程采用现场试验的方式,对直径为2 800mm的大直径钢管桩开展单桩轴向抗压静载试验。试验采用快速维持荷载法,结果表明:该桩径为2 800mm、埋深超过80m大直径钢管桩的极限承载力超过50 000kN;桩端轴力约为桩顶荷载的10%,说明传递到桩底的荷载较小,试桩表现出摩擦型桩的特性;大直径开口钢管桩的闭塞效应不明显,钢管桩内侧摩擦阻力较大,导致根据桩身轴力求得的总侧摩阻力明显高于岩土工程勘察报告推荐的数值。     

砂性基础大直径单桩水平承载力预测模型

研究江苏岸外辐射沙洲大直径单桩水平承载特性,基于现场试桩和有限元数值模拟相结合的研究方法,开展单桩水平极限承载力分析数值模拟。得到主要结论如下：试桩的桩身挠度在近桩底处趋于零,呈现典型的柔性桩特征;随着水平载荷的增大,试桩桩身最大弯矩逐渐增大,所在位置逐渐下移,约在泥面以下2.2D～2.5D处;提出大直径单桩水平极限承载力预测模型,基于该模型所得单桩水平极限承载力预测值与数值模拟结果相符得很好,平均相对误差仅4.9%,最大相对误差小于11%。     

海上风电单桩基础累积变形简化计算方法

在海上风电单桩基础设计中,为获得可用于工程实践的单桩累积转角简化计算方法,开展室内模型试验,分别获得台风循环载荷和长期小幅值循环载荷情形下计算单桩累积转角的经验公式。在此基础上进一步建立单桩累积转角简化计算方法,并以南海北部近海海域的工程实例为例,详细说明海上风机单桩基础累积转角的计算流程,根据该海域的风浪特征确定计算公式中与场地相关的参数取值,得到适用于该地区的单桩累积转角计算公式。     

考虑溜桩效应的单桩基础承载特性数值模拟

为分析竖向和水平载荷作用下溜桩对钢管桩承载特性的影响规律,基于理论分析得到的溜桩区间数据,建立考虑溜桩效应的桩-土数值模型。结果显示：当单桩受到竖向载荷时,溜桩减小桩侧摩阻力,溜桩对钢管桩竖向承载力的影响较为显著;当单桩受到水平载荷时,溜桩条件下钢管桩弯矩大于无溜桩条件下的弯矩,说明发生溜桩会导致钢管桩产生更严重的弯曲变形;溜桩条件下的极限土抗力小于无溜桩情况。     

埋地钢管环氧煤沥青防腐蚀涂料

由于土壤环境的复杂性,使埋地钢管受到严重腐蚀,其中微电池腐蚀作用主要影响均匀腐蚀速率,大电池腐蚀作用则主要影响局部和点蚀速率.采用环氧煤沥青涂料可使埋地钢管得到有效保护,保护年限高达50年.     

软土地基上大型石化装置基桩选型试验研究

宁波某炼化项目位于新围垦的海涂地上,该地区是典型的沿海软土地基,工程地质条件差,天然地基承载力低,沉降变形大,必须采用桩基础才能满足石化装置对地基承载力及沉降变形的要求。文章在现场载荷试验的基础上,对3种桩型9根试桩的桩顶荷载-沉降数据以及技术经济指标进行了对比分析。试验结果表明:桩端位于砂土的钻孔灌注桩的竖向承载力易受成桩质量的影响,承载力大小离散性大,预应力混凝土管桩是经济性最优的桩型。     

单桩式风电机塔架设计和强度计算

根据API(美国桩基规范)海上固定平台规划、设计和建造的推荐方法——工作应力设计法,以及DNV(挪威船级社)有关风电机的设计规范,应用SACS软件建立了2MW单桩式风电机组的塔架(包括桩—土)模型,并应用SACS软件计算出在外载荷下的各构件的内力、弯矩和应力,然后将计算出的与许用应力比较,再用ANSYS做了塔架的振动特性研究和塔架的挠度分析,最终得到塔架的尺寸。     

砂性土中海上风电单桩基础水平极限承载力确定方法对比

总结已有的3类单桩基础的水平极限承载力确定方法,分别为极限平衡法、p-y曲线法和定性方法,并结合试验实例研究采用不同方法计算得到的水平极限承载力之间的差异性。结果表明：不同方法求得的结果差异性较大,最大差距可达38.84%。鉴于无统一的方法,以及采用不同方法得到的结果差异性较大,单桩基础的水平极限承载力确定还需要进一步研究。     

隔水导管复合群桩竖向承载特性

基于有限元方法对阵列排布的隔水导管组成的群桩基础开展竖向载荷作用下的破坏模式研究,分析不同井口间距、桩数、桩径和桩长下隔水导管复合群桩基础的极限承载力和轴向载荷传递规律,结合隔水导管的结构特点,推导适用于隔水导管复合桩的群桩效应系数计算公式。研究表明：隔水导管复合桩群桩效应系数随距径比Sa/D1的增大、桩数N的减小、桩径D1的增大及不排水强度Su的增大而增大;增加变截面以下桩长L2,可提高复合群桩中心桩承载力发挥程度。与相同工况普通钢管桩群桩基础相比,隔水导管复合群桩基础的侧摩阻力发挥更加充分,群桩效应系数更高。     

裂缝对寒冷地区水面光伏支架PHC管桩力学性能影响

采用Abaqus数值模拟方法研究冻胀力作用下预应力高强度混凝土(Prestressed High-Strength Concrete,PHC)管桩开裂状态、纵向开裂时管桩的性能退化情况和极端风载荷作用下管桩的承载能力。研究发现:在无钢筋锈蚀的情况下混凝土裂缝对管桩整体弹性模量影响较小;开裂后的管桩在极端风载荷作用下裂纹尖端会有应力集中现象出现,但整体稳定性与未开裂的管桩相差不大。研究内容为保障冷湿环境下PHC管桩的正常运行提供一定的理论参考。     

井筒载荷-腐蚀耦合作用对碳钢套管服役寿命的影响

基于应力-腐蚀介质协同作用原理,结合化学力学效应理论,对高温高压超深井碳钢油、套管在使用过程中面临着CO2、H2S等腐蚀介质以及拉、压等复杂载荷建立了结合热应力影响套管腐蚀速率的解析模型,给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式,研究了碳钢油井管服役寿命,并对内压力、挂片实验实测腐蚀速率以及壁厚对碳钢套管服役寿命的影响进行了研究。结果表明,解析模型所得结果与文献报道的应力对腐蚀速率的影响结果相符。在井筒载荷及腐蚀工况下,增加壁厚相对于减小套管内压力,增加套管使用寿命效果不明显。初始腐蚀速率对套管的服役寿命影响较大,当管柱所受应力越大,管柱实际寿命衰减得越快。     

素混凝土桩复合地基在罐基础中的应用

素混凝土桩复合地基采用桩土共同承担荷载,既发挥了桩体材料的潜力,又利用了天然地基的承载力,且施工工艺简单,适应范围广。但是,素混凝土桩复合地基为刚性地基,需配刚性承台,造价较高。在日照—东明原油管道工程末站原油罐区的土建工程中,油罐(直径80 m,高20 m)罐基础采用了素混凝土桩复合地基配柔性承台的方案。素混凝土桩桩径0.5 m,有效桩长18.0 m,桩间距2.0 m,等边三角形布桩,桩采用C20混凝土浇筑,桩顶增加了直径1.2 m的桩帽,且还增加了桩顶处柔性垫层的厚度,在柔性垫层下铺设了土工布。充水预压结果显示,观察点的最小沉降量为70 mm,最大沉降量为100 mm。罐地基沉降均匀,沉降量与计算值的误差在规定范围内。近一年的安全运行证明,此工程各项指标均达到了设计要求。