近海风电机组多足基础研究

【摘要】：可再生能源是解决能源短缺问题的战略选择,而风能是目前发展最快、产业前景最好的可再生能源之一。与陆地相比,海上风电机组建设的技术难度和经济成本将明显提高,已成为制约其快速发展的瓶颈。地基基础是风电机组上部荷载的最终承载者,也是风电机组设计的重要内容。近海风电机组体型大,且受风、浪等复杂荷载的耦合作用,因而对支撑风电机组和塔架结构的基础提出了更高的要求。 在众多既有的风电机机组基础类型中,多足基础是极具代表性的一类,多足基础中以群桩高承台基础和吸力桶多桶基础最为典型,群桩高承台基础已比较广泛的应用于实际工程当中,但是暴露出许多设计上的问题；吸力桶多桶基础在国内较为新颖,很多方面的特性尚亟待研究。本文针对这两种典型的风电机组多足基础进行了多方面的研究：对国内外既有的计算桩土相互作用的方法进行总结分析,在此基础上提出了双曲线型p-y曲线分析模型计算水平荷载作用下桩基的内力和变形,并验证该方法既能按我国规范计算桩基的水平小变形,又能考虑桩基的水平大变形；提出了风电机组群桩高承台基础静动力统一分析模型,同时考虑桩基横向和轴向共同作用,进行了多向复杂荷载分析；对风电机组的自振频率进行了模态分析,并分析各参数对各阶频率的影响；通过设置桩周土阻尼系数进行了撞击荷载下的动力分析,并将统一分析模型的计算结果与国内外规范的撞击计算结果相比较。 总结了以往对单桶单向承载力的计算方法。对吸力桶多桶基础进行了倾覆作用下的模型试验,通过监测力传感器和位移传感器得到数据,分析桶基的变形测试结果和三向复合受力结果,并比较出复合受力与单向受力的不同,分析多桶基础在受到倾覆荷载过程中不同作用的桶在内力分配上的变化规律。 【关键词】：多足基础 近海风电机组 群桩 高承台 p-y曲线 吸力式桶形基础 模型试验
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU473.1
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9-13
• 1.1.1 风电发展历程9-10
• 1.1.2 风电从陆地到海洋10-11
• 1.1.3 近海风电机组多足基础11-13
• 1.2 研究现状13-15
• 1.2.1 群桩基础13-14
• 1.2.2 桶形基础14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 第二章 群桩高承台基础统一分析模型16-26
• 2.1 海上风电机组群桩基础关键问题16
• 2.2 群桩高承台基础统一分析模型16-25
• 2.2.1 桩土横向相互作用模型18-19
• 2.2.2 桩土轴向相互作用模型19-20
• 2.2.3 桩土动力相互作用20-21
• 2.2.4 群桩高承台基础统一分析模型的数值实现21
• 2.2.5 有限元数值分析模型有效性验证21-22
• 2.2.6 模型示例22-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 吸力桶多桶基础倾覆模型试验研究26-53
• 3.1 引言26
• 3.2 试验方案26-30
• 3.2.1 模型比尺选取26-27
• 3.2.2 模型槽及上样制备27-28
• 3.2.3 试验概述28-30
• 3.3 传感器制作与标定30-35
• 3.3.1 三自由度力传感器的制作原理30
• 3.3.2 三自由度力传感器的标定30-34
• 3.3.3 其他传感器的安装34-35
• 3.4 单桶单向承载力计算方法35-38
• 3.4.1 单桶抗拔极限承载力35
• 3.4.2 单桶抗压承载力35-36
• 3.4.3 单桶抗倾覆承载力36-37
• 3.4.4 单桶水平承载力37-38
• 3.5 多桶基础倾覆试验结果38-52
• 3.5.1 牛津大学多桶基础抗倾覆承载力38
• 3.5.2 桶基变形测试结果38-44
• 3.5.3 桶基三向复合受荷测试结果44-50
• 3.5.4 多桶基础下各单桶复合承载力50-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 近海风电机组多足基础工程算例53-79
• 4.1 设计资料53-54
• 4.2 模型建立54-55
• 4.3 结果分析55-77
• 4.3.1 风机基础优化分析58-65
• 4.3.2 风机上部结构与基础的动力特性分析65-67
• 4.3.3 不同参数对风机自振频率和模态的影响分析67-72
• 4.3.4 基于统一分析模型的撞击动力时程分析72-77
• 4.4 本章小结77-79
• 第五章 结论和展望79-81
• 结论79-80
• 展望80-81
• 参考文献81-84
• 附录：作者简历及发表文章情况84

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

近海风机吸力式桶形基础基于变形控制的复合承载力研究    张文龙

我国风力发电的应用前景    张斯迪,刘毅

粉土地基下桶形基础沉贯试验研究及工程应用    曹耀峰

海洋平台吸力式基础的研究与进展    鲁晓兵,郑哲敏,张金来

海上风电技术的发展与现状    姚兴佳;隋红霞;刘颖明;王晓东;

近海风电场技术及其发展态势    王志新;蒋传文;艾芊;王承民;房鑫炎;武黎;

东海大桥海上风电场风机地基基础特性及设计    林毅峰;李健英;沈达;宋础;

发展风电大有可为    胡传煜;

软黏土中桶形基础的上限法极限分析模型及其计算    王晖;王乐芹;周锡礽;肖仕宝;

桶形基础发展概况    施晓春,徐日庆,龚晓南,陈国祥,袁中立

桶形基础极限承载力特性研究    张金来,鲁晓兵,王淑云,时忠民,张建红

我国风力发电开发与管理研究    赵久占

东海大桥海上风电场基础设计与分析    张永利;周勇;李杰;

公路钢箱梁正交异性板桥面国内外规范荷载作用局部应力计算与比较    吴臻旺;郑凯锋;苟超;刘鹏;

加固后的双曲拱桥承载力评估试验研究    张彬彬;曹万林;王海城;张建伟;

连拱拱桥结构设计分析    杨爱武;

马鞍山长江公路大桥钢吊箱三维有限元分析    李凡;苏杰;

预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验挠度修正系数ψ的计算探讨    赵永军;

某顶进框架桥架空装置设计及施工方法    王传越;

Centrifugal experimental study of suction bucket foundations under dynamic loading    

桥面铺装铁尾矿和炉渣隔热性能试验研究    田帅;叶洪伟;高树山;费世江;

拱形装配式涵洞的设计与应用    张鲲;

超大跨径变截面钢筋混凝土拱式渡槽抗震分析    胡少伟;游日;

宁岢线48号桥桥墩加固整治    苏文丽;富立彬;李随敏;郑来国;

晋中南铁路通道黄河特大桥基础设计    殷晓波;徐升桥;张世基;

复杂地质条件下基坑开挖与回填工程的数值模拟研究    叶虔;刘镇;

混凝土简支梁桥面部分连续新型构造研究    刘丽芬;赵均海;高中俊;田宏伟;

铁路隧道浅埋下穿机场滑行道的附加荷载研究    杨雄;赵万强;曹彧;胖涛;

纪念碑式桥墩造型设计    吴刚;

国内外海上风电场现状及其基础设施研究    王凤云;王辉;

钢筋混凝土刚架拱桥的震后加固设计及施工    李梁峰;方家强;

浅谈卫河特大桥波形钢腹板预应力混凝土箱梁的施工方法    刘培贤;

基于动力特性的海上风力发电支撑结构优化技术研究    孟珣

固定式海洋结构模型转换与动力特性研究    张敏

近海风机结构体系环境荷载及动力响应研究    陈小波

高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形对车—桥系统耦合振动的影响研究    罗浩

流量影响线法及其在中小流域桥梁水文中的应用    李整

折线先张法预应力混凝土梁徐变性能研究    王俊

自锚式悬索桥静力可靠度研究    余晓琳

大跨径PC桥梁弯曲孔道有效预应力理论分析与试验研究    成琛

PC弯曲孔道内接触应力、预应力摩阻损失及张拉伸长量研究    程海潜

吸力锚锚泊系统安装与服役性状研究    国振

箱形桥梁结构的半解析分析    李朝

土石坝坝下涵洞三维有限元分析    赵庆

既有预应力混凝土梁桥剩余承载力评估方法研究    辛保兵

海上风力发电结构性能分析研究    庞文彦

海上风电安装设备液压系统仿真研究    于志远

多跨简支梁桥面修补技术的数值模拟分析    李杏

浅海重力式海洋平台抗震性能数值模拟与试验研究    何继明

海上风电机组整体桁架式支撑结构动力特性与疲劳研究    刘建军

浅海重力式平台负压箱桶形基础的地基稳定性研究    贾延财

预应力连续箱梁桥结构优化设计研究    张伟

排水循环剪切条件下砂土体变特性试验研究    何杨;栾茂田;张振东;郭莹;张小玲;金丹;

复合加载下桶形基础循环承载性能数值分析    栾茂田;武科;范庆来;王志云;赵少飞;

垂向动载荷下桶形基础响应实验研究    矫滨田;鲁晓兵;张建红;时忠民;

海洋平台吸力式基础的研究与进展    鲁晓兵,郑哲敏,张金来

桶形基础发展概况    施晓春,徐日庆,龚晓南,陈国祥,袁中立

大型风电机组群桩基础受荷特性及长期累积沉降控制    任宇;朱斌;陈仁朋;王振宇;陈云敏;

桶形基础极限承载力特性研究    张金来,鲁晓兵,王淑云,时忠民,张建红

软土地基单桶基础循环承载力研究    李驰,王建华,刘振纹

利用弯曲元测试砂土剪切模量的国际平行试验    陈云敏;周燕国;黄博;

水平荷载作用下张力腿平台吸力式基础的物理模拟    张建红;林小静;鲁晓兵;

近海风机吸力式桶形基础大比例模型试验研究    孔德琼

近海风电机组超大直径单桩承载力分析与试验研究    杨永垚

海上风电机组吸力式桶形基础承载力分析与设计    朱斌;应盼盼;郭俊科;张文龙;孔德琼;陈云敏;

冰力模型实验    史庆增,徐继祖,宋安

我国风力发电现状和展望(英文)    王晓蓉,王伟胜,戴慧珠

我国风力发电产业发展的现状、问题与对策    邓小凌,冯志文

我国风电特许权试点项目及其进展情况    蒋莉萍;

我国发展风力发电的若干问题及对策    纪世东

如东沿海地区风速数据分析及风力发电量计算    姚国平,余岳峰,王志征

对风电开发采用特许权方式的几点看法和建议    林竞

关于发展我国风力发电问题的思考    傅赐福

基于遗传算法的结构地基整体稳定性分析    孙克俐,王乐芹,周锡礽

土的三重屈服面应力应变模式    沈珠江

水平荷载作用下群桩相互作用的弹塑性数值分析    周洪波,杨敏,茜平一

桥梁群桩基础沉降计算    马莲丛;罗书学;胡德贵;

山区高速公路群桩爆破施工    王刚;

广义群桩水平承载力计算方法探讨    吉春明;

大跨径连续刚构桥群桩基础等效模拟计算    胡铁永;丁宪德;张奎;

连续刚构桥的群桩基础计算模型研究    刘钊;谭皓;文武松;周新亚;

基于应力叠加的群桩效应系数的研究    邓友生;龚维明;李卓球;

螺旋群桩基础承载性状试验研究    董天文;梁力;黄连壮;杨重光;王明恕;

新湖大桥主桥水中灌注桩施工控制    杨涵如;徐俊;

串场河防洪闸群桩基础施工期仿真分析    赵海涛;黄冬辉;王潘绣;

现代大型桥梁超大群桩基础沉降预测方法新探    姜晨光;尹建章;冯兵;陆培尧;魏东海;

桥梁深水群桩基础模型模态试验研究    伍勇吉;魏凯;庞于涛;袁万城;

桥梁深水群桩基础动力特性数值模拟    魏凯;伍勇吉;徐灿;庞于涛;袁万城;

群桩周围沉降场的计算方法    贺翀;闫静雅;

钙质砂中群桩模型试验研究    江浩;汪稔;吕颖慧;孟庆山;

泰州大桥北塔群桩基础三维动力非线性抗震计算研究    戚玉亮;冯紫良;余俊;刘成;

Y形夯扩成孔灌注桩群桩的有限元分析    徐东强;李静;

考虑动水压力影响的桥梁大型群桩基础地震反应分析    李富荣;陈国兴;王志华;

考虑动水压力影响的桥梁大型群桩基础地震反应分析    李富荣;陈国兴;王志华;

竖向承载作用下刚性承台群桩效应数值分析研究    虞海珍;曹军;

击水中流定“神针”    本报记者 阎友华 通讯员 万骏义

“智慧”与“能力”的对接    杨江虹

大桥合龙进入倒计时    记者 施晔通讯员 陈红飞

自主创新破解四大建桥难题    

世界桥梁的珠穆朗玛峰    本报记者 陆天荣

中国成为世界桥梁建设强国    本报记者 严冰

苏通大桥正式通车    郁进东

苏通大桥诞生四项世界纪录    记者 冯欣楠

苏通大桥成功合龙    驻沪记者 赵虎

苏通长江大桥顺利合龙    蒋勇

群桩—承台联合基础的力学特性及其在大开间结构中的应用研究    陈乐求

群桩基础在饱和软土地基中的工作性状研究    程泽海

DX旋挖挤扩灌注桩单桩及群桩承载机理及沉降研究    唐松涛

基于黄土非均匀湿陷变形的桥梁群桩基础承载特性研究    董晓明

独立柱基下承台、群桩与土共同工作机理研究    韩云山

软土地基桩基受力性状和沉降特性试验与理论研究    张乾青

挤扩支盘桩承载性状试验和数值模拟分析    高笑娟

竖向荷载下桩身压缩和桩基沉降变形研究    秋仁东

人工挖孔嵌岩灌注桩承载性状的试验与理论分析    崔科宇

超大群桩基础竖向承载性能及设计理论研究    吴鹏

高墩多塔斜拉桥不等长群桩基础研究    李甲宝

群桩基础在荷载作用下的力学问题与沉降理论分析    杨枭

隧道施工对邻近建筑群桩基础影响研究    姚晓

水平偏心荷载下群桩受荷性状模型试验及设计方法研究    王书行

群桩的一维地震作用研究    纪树岩

水平偏心受荷群桩中桩—土—桩相互作用研究    樊继营

后压浆高承台群桩基础的承载特性研究    何少华

河流冲刷对铁路走行安全性的影响研究    方翔宇

超长群桩基础力学性能模拟分析    姜勇

京沪高速铁路群桩基础沉降变形特性研究    徐庆国