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基于边界面的多隔舱筒形基础动力分析

吴诗阳 曹永勇

吴诗阳,曹永勇. 基于边界面的多隔舱筒形基础动力分析[J]. 水利水运工程学报,2020(3):114-121 doi:  10.12170/20190523001
引用本文: 吴诗阳,曹永勇. 基于边界面的多隔舱筒形基础动力分析[J]. 水利水运工程学报,2020(3):114-121 doi:  10.12170/20190523001
(WU Shiyang, CAO Yongyong. Dynamic analysis of multi-compartment bucket foundation based on boundary model[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(3): 114-121. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190523001
Citation: (WU Shiyang, CAO Yongyong. Dynamic analysis of multi-compartment bucket foundation based on boundary model[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020(3): 114-121. (in Chinese)) doi:  10.12170/20190523001

基于边界面的多隔舱筒形基础动力分析

doi: 10.12170/20190523001
基金项目: 江苏省自然科学基金资助项目(BE20171129);南京水利科学研究院重点基金项目(Y317010)
详细信息
    作者简介:

    吴诗阳(1990—),男,安徽青阳人,博士,主要从事海上结构与土相互作用研究。E-mail:718228381@qq.com

  • 中图分类号: TU443

Dynamic analysis of multi-compartment bucket foundation based on boundary model

  • 摘要: 多隔舱筒形基础作为近几年发展起来的海上风电基础结构,其稳定性能极大影响了风机的安全性。为研究在极端风荷载作用下筒形基础的稳定性,通过AR自回归线性滤波法,模拟脉动风速谱,采用边界面弹塑性动力本构模型,运用大型有限元分析软件ABAQUS进行了三维动力数值分析,研究了该结构在随机风荷载作用下的沉降发展、动力响应和周围土体的孔压变化情况。研究表明:随着加载持续,筒体的水平位移、转角和竖向位移均呈缓慢增长趋势,同时筒体顶部水平位移远大于端部位移;基础内部土体孔压受分舱板影响,发展缓慢且小于基础外侧土体孔压,沿筒径方向,越靠近筒壁孔压越大;基础外侧,土体孔压随埋深的增加逐渐减小,最后趋于稳定;土体的应力路径逐渐向临界状态线靠近,但并未达到破坏标准。
  • 图  1  筒形基础结构(单位:m)

    Figure  1.  Structure of bucket foundation (unit: m)

    图  2  模拟脉动风速功率谱分析

    Figure  2.  Spectrum analysis of turbulent wind simulation

    图  3  风荷载的时程曲线

    Figure  3.  Time history curve of wind load

    图  4  有限元计算模型

    Figure  4.  Numerical model of finite element

    图  5  筒体中心点水平位移和转角的时程曲线

    Figure  5.  Time history curve of horizontal displacement and corner of the bucket center

    图  6  筒体右侧点竖向位移的时程曲线

    Figure  6.  Time history curve of right point about bucket foundation

    图  7  不同时间节点的筒体水平位移

    Figure  7.  Horizontal displacement of different time nodes

    图  8  筒内部两点孔隙水压力时程曲线

    Figure  8.  Time history curve of pore pressure about two points in a cylinder

    图  9  筒外部两点孔隙水压力时程曲线

    Figure  9.  Time history curve of pore pressure about two points outside a cylinder

    图  10  超孔压沿不同路径方向变化值

    Figure  10.  The excess pore pressure changes in the direction of the path

    图  11  应力路径变化

    Figure  11.  Stress path change

    图  12  弹塑性应变时程曲线

    Figure  12.  Time history of elastic-plastic strain

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-23
  • 网络出版日期:  2020-06-15
  • 刊出日期:  2020-06-01

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