黏土地基近海风机桶形基础累积变形研究

基于黏土循环累积变形的半经验公式,将土体循环累积变形等效为蠕变,形成了近海风机桶形基础累积变形的有限元计算方法。在长期实测响水近海海域风、浪数据的基础上,以已建2 MW风机参数进行分析,得到了不同循环作用次数下桶形基础中心沉降量、不均匀沉降量和倾斜率。计算结果表明,风机运行期内桶形基础变形可满足风机运行要求。     

兆瓦级风机塔架基础地基力学特性研究

以内蒙古辉腾锡勒风电场为例,基于ANSYS平台建立了风机塔架基础三维有限元数值模型.考虑基础与地基的接触非线性,针对从砂土软基到刚性地基的过渡变化,进行了多工况敏感性分析.研究了不同地基力学特性对风机基础结构沉降的影响,探讨了塔架基础结构的受力特性和规律.可为我国类似风电工程基础结构设计和优化提供参考.     

饱和黏土中复合条形防沉板基础承载特性研究

防沉板基础是深海油气资源开发中常用基础形式,其承受的荷载具有复杂性、非线性和不确定性,给防沉板基础的稳定性研究带来了巨大挑战。基于条形基础的承载特性提出了新型复合条形防沉板基础的结构形式,通过优化基础条数量n、宽度B和间距l可实现复合条形基础承载效率系数的最大化。结合工程设计实例,开展了该新型结构基础与传统矩形防沉板基础的对比设计。研究表明,在基础底面积相同的情况下,复合条形基础的竖直向极限承载力与矩形防沉板基础相比提高10%~20%。当复合条形基础的基础条宽度B一定时,地基竖直向极限承载力随着l/B的增加先增大后减小,最后趋于稳定。对不同的基础条宽度B,地基竖直向极限承载力均在l/B=0.2时达到最大值,且随着基础条数量n的增大而增大。     

吸力式沉箱组合基础承载特性研究

基于吸力式沉箱基础应用于桥梁工程的背景, 考虑不同数量的沉箱组合和沉箱间距, 通过数值模拟的方法研究了吸力式沉箱组合基础的承载特性, 重点分析了组合基础与单个基础承载性状的差异, 以及连接各沉箱的顶板对基础承载力的贡献。计算结果表明, 沉箱组合基础与单个沉箱基础的荷载-位移曲线类型都相同; 受类似于“群桩”效应的影响, 竖向荷载作用下组合基础中的沉箱承载力不能完全发挥, 但由于沉箱之间的连接顶板可以提供阻力, 所以当沉箱间距较大时组合基础的承载力会大于相应数量单个基础的承载力之和, 且随着沉箱间距的增大而增大; 对于水平荷载作用下的吸力式沉箱组合基础, 其承载力大于相应数量单个基础的承载力之和, 连接顶板底部与土体之间的摩擦和挤压对于组合基础承载力的提高可以忽略不计。     

分层地基环境下海上风电大直径单桩基础水平承载特性分析

依托某海上风电项目,针对几种典型地层条件通过数值方法研究分层地基环境下单桩水平承载性能影响因素并进行参数敏感性分析。首先,在用钢量恒定情况下,桩径对单桩水平承载力影响最大,且这种影响随着桩径增大而显著增大;其次,随着埋深的增大,水平承载力先增大而后趋于稳定;再次,桩周浅层土体弹模对桩基承载力亦影响较大,且桩径越大,其影响越明显且不能通过增加埋深来抵消。与均质地层相比,水平承载力在上劣下优地层中下降最为明显,在上优下劣及中夹差土地层中降幅较小。实际工程中除增大桩径或桩长,亦可对单桩周边浅层土体进行加固以提高水平承载性能。     

吸力式桶形基础水平极限承载力研究

与传统重力式基础、桩基础相比,桶形基础具有结构形式简单、造价低、便于运输、可重复使用等优点,而且其在不良软黏土地基中有不可替代的优势。基于有限元法和极限平衡法分析了一种新型桶形基础的水平极限承载力,并将两者结果进行对比,结果表明:通过有限元分析,得出该新型桶形基础以转动破坏为主,当处于极限平衡状态时,桶体后侧与土体发生分离;桶形基础的水平极限承载力随着黏土不排水剪切强度的增大而增大;在有限元分析的基础上,通过极限平衡分析法得出计算该桶形基础水平极限承载力的理论求解公式,并通过与有限元计算结果进行对比验证了该公式的适用性。     

浅水软地基海区桶形基础平台的沉贯技术

为了在渤海辽东湾海域应用桶形基础采油平台,针对该海域水文地质状况,在负压安装机理研究的基础上制定了桶形基础防冲淘、平台沉贯整体倾斜调整的技术方案,开展室内负压沉贯与静力压贯试验,设计了负压沉贯抽吸泵组模块,并成功应用于JZ9-3W桶形基础平台的海上安装,为在表层地基软弱、海底冲淘严重的浅水区安装桶形基础平台提供了一套可重复利用的抽吸泵组模块和负压安装技术。     

斜壁桶形基础水平承载力计算方法研究

基于斜壁桶形基础的空间受力状态和基本假定,利用极限平衡法推导得到了斜壁桶形基础的水平承载力表达式,并与模型试验结果进行对比,验证了该计算方法的可靠性。通过变动参数,分别探讨了桶壁倾角、地基反力比例系数、桶基顶部直径、桶基高径比、水平力作用点高度等水平承载力的影响及相对敏感性。计算表明斜壁桶形基础的水平承载力随着桶壁倾角的增大而急剧增大。研究结果有助于对传统桶形基础进行优化设计。     

大型风机扩展式基础上阶高度敏感性分析

针对大型风机扩展式基础台阶上阶高度的变化,基于ANSYS平台建立了不同高度的多工况三维有限元数值模型.引入基础钢环与混凝土及地基之间的非线性接触,研究了上阶高度变化对风机塔架基础特殊形式的受力影响,明确了基础结构沉降规律.对台阶变化引起的结构受力特性的改变进行了分析,确定和提出了合理的台阶高度范围.     

桶长对吸力桶基础承载特性影响的数值模拟研究

以某海域海上风电工程导管架吸力桶基础为研究对象,采用ABAQUS有限元数值模拟软件,开展不同桶长吸力桶基础的承载特性研究.结果表明,吸力桶基础水平与竖直承载力均随桶长增加而增加;水平荷载下,吸力桶基础顶部土体产生与荷载同向位移,底部土体则出现相反位移,吸力桶基础的破坏模式为旋转破坏;竖直荷载下,吸力桶底土体形成勺形破坏...     

确定软岩地基桩基承载力参数的新方法与应用

南水北调中线一期工程输水总干渠第三系软岩地基占线路总长的68%,桩基数量为国内外土建工程之最.由于软岩具有易扰动性的显著特征,软岩地基和桩基力学参数获取的手段单一并存在欠陷,导致参数取值的不确定性,在此情况下,带来设计指标估计有较大富余,对工程投资影响巨大.因此现阶段研究软岩地基桩基承载力特性工作显得尤为迫切.文章介绍了采用模拟桩极限侧阻力试验、自平衡试桩法等获取参数的新方法以及其成功应用工程的实例;并简要介绍了离心机模拟试验、计算机数值仿真技术、桩基动力检测方法以及提高桩基承载力的新方法.建议不失时机地将这些新方法应用于设计和施工方案的优化,控制基础的不均匀变形,缩短工程周期,减少设计变更.     

软土地区堤防挡土墙地基容许承载力的计算分析

软土地区堤防存在挡土墙地基容许承载力不足、地基土产生剪切破坏而出现堤防土石体失稳破坏或沿小圆弧滑动情况。分析挡土墙两侧为非对称荷载时的地基容许承载力的计算条件与方法，得出近似计算公式，并提出防止堤防土石体滑动的工程措施。     

水利工程基础设计地基承载力的确定与分析

水利工程地基的稳定性问题一般都源于地基的变形强度和其所受承载力等因素。其中地基的变形一般不是人为确定的,而是水工建筑物荷载通过基础传递给地基,使天然土层原有的应力状态发生变化,即在基底压力的作用下,地基中产生了附加应力和竖向、侧向或剪切变形,导致建筑物及其周边环境的沉降和位移。     

土工合成材料加筋土地基承载性能数值分析

对土工合成材料加筋地基进行了数值模拟, 旨在研究加筋材料布置方式对加筋地基承载性能的影响及其变化规律。在已有加筋土地基模型试验结果的基础上, 建立了加筋土地基数值模型, 针对不同的加筋材料布置方式, 进行有限元计算并对结果进行了系统分析。分析结果表明:①随首层筋材埋深的增大, 承载力提高系数先增大后减小, 存在峰值;②加筋土地基承载力提高系数随加筋层数的增加而增大, 但不宜超过3层;③承载力提高系数随加筋层间距的减小而增大, 但存在一个合理的布筋间距;④随加筋长度增加, 地基承载力提高而基础沉降减小, 但加筋长度增加不宜超过3倍基础宽度。所得出的结论是, 基础下存在一个合理的布筋范围, 超过此范围, 加筋对提高地基承载力作用不大。分析成果可为土工合成材料加筋土地基的工程应用提供借鉴。     

关于渡槽桩基承载力的计算

现行水工规范中没有专门对桩基础承载力进行计算的规定,为了对工程设计提供科技支撑,应寻求一种较为合理的设计理论,并将其应用到实际工程中,以保证基础结构的安全性与合理性。针对所选桩基布置及地质情况,采用相关工程规范的桩基承载力公式进行计算,结果有所差别,最终结果有所出入主要是因为安全系数的取值不同以及地质力学参数指标的修正所造成的。考虑到架空渡槽和桥梁结构有很多相似之处,因此认为桩基承载力可以根据《公路桥涵地基与基础设计规范》进行计算。     

掏挖与岩石锚杆复合型基础上拔承载机理和影响因素研究

针对掏挖与岩石锚杆复合型基础上拔承载机理不明确的问题,基于现场试验工况,利用Plaxis3D有限元软件建立复合型基础抗拔承载模型,研究其上拔承载机理。在此基础上,研究了土体弹性模量、岩体弹性模量、土体黏聚力对复合型基础各部分的承载影响,分析了掏挖基础和岩石群锚基础的承载力发挥情况、上拔变形、塑性区开展,并给出了复合型基础的改进方案。结果表明:上拔变形刚度较大的岩锚基础对复合型基础的承载极限状态起控制作用;掏挖基础和岩石锚杆基础的上拔变形协调性是影响复合型基础承载力发挥的关键;适当增加掏挖基础嵌入岩石的深度可有效提高复合型基础的抗拔承载力。     

西霞院电站软基承载力及沉降计算分析研究

针对西霞院电站软岩硬土地基的特点,设计通过对多种规范的分析,确定了对电站深基坑地基承载力修正及沉降计算采用的方法,针对软基提出了电站安全运行沉降控制标准;通过工程类比法,对沉降计算结果进行了进一步分析;观测资料显示,电站基础沉降变形满足设计要求,表明设计采用的计算方法是合适的。     

海上风电机组基础浪致疲劳分析

给出了海上风电机组基础波浪荷载导致的疲劳损伤计算方法。基于随机波浪理论,依据海浪谱将随机波浪转换为一系列线性波的组合,由Morison方程计算得到波浪荷载并进行线性化。根据线性波浪荷载作用下结构的动力分析,求得结构响应并计算得到频域范围内的结构应力传递函数。根据海浪谱和应力传递函数,进而得到结构的热点应力谱。由某海域的海况分布,依据Miner线性累计损伤准则,通过假定结构长期热点应力分布为短期Rayleigh分布的组合,计算得到结构在设计周期内的累计疲劳损伤。以某单桩基础为例,验证了计算方法的可行性。计算方法对海上风电机组基础的浪致疲劳设计具有参考价值。     

上埋式涵洞基础埋深效应下的地基承载力研究

为探明上埋式涵洞基础埋置深度对地基承载力的影响,基于太沙基理论与顾安全公式,推导了适用于上埋式涵洞的地基承载力公式。利用有限元软件,分析了地基土的荷载-沉降(P-S)曲线随填土高度的变化规律,确定地基承载力容许值,将不同计算方法得出的地基承载力容许值与有限元计算值进行对比分析,同时分析了涵顶和基底土压力随填土高度的变化规律,探讨了不同计算方法下地基土的抗剪强度对地基承载力的影响,通过工程实例验证本文公式的合理性。研究结果表明:①涵洞侧填土增强了地基土的抗剪强度,使涵洞地基承载力得到提高,其提高程度受到涵洞侧填土附加土压力的影响;②随着地基土的内摩擦角和黏聚力的增加,地基承载力分别呈非线性和近似线性增长趋势,且内摩擦角对地基承载力的影响程度明显大于黏聚力;③本文公式计算的地基承载力与有限元计算值符合较好,且本文公式得出的地基承载力远远大于涵洞基底土压力,符合现场涵洞地基处于安全状态的实际情况。研究成果可为确定上埋式涵洞地基承载力提供理论支撑。     

基于未确知数学理论的地基承载力验算

传统的地基承载力验算方法中忽略了参数的未确知性,将其完全按照确定信息处理,计算结果不够全面科学。采用未确知数学的运算理论,将未确知有理数应用于地基承载力验算中,并用传统的验算方法结果进行了对比。结果表明,传统的设计方法分析得到的结论是地基承载力满足,未确知数学理论的结论是地基承载力不能满足要求的概率是1/4,基本不能满足要求的概率是3/8,说明该基础的底面尺寸并不是在任何情况下都满足承载力的要求,建议增大基础底面积以增加安全储备。未确知有理数能更好地考虑参数的不确定性情况,与常规方法相比计算结果更详实可靠,可以推广到其他领域的分析计算中。