海上风机嵌岩桩水平承载特性有限元分析

2021-02-25张浦阳董宏季乐丛欢丁红岩

哈尔滨工程大学学报 2021年1期

张浦阳，董宏季，乐丛欢，丁红岩

(1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072； 2.天津大学建筑工程学院，天津 300072)

风能是一种清洁能源，随着化石能源的逐渐枯竭，风能的开发利用逐渐受到世界各国的重视。我国沿海地带风资源丰富，海上风机逐渐发展[1]。福建海域地质条件复杂，多为岩基海床，其覆盖层厚度及组成变化大，基岩埋深及风化程度变化大。目前国内已建和在建的采用单桩基础的海上风机基本都位于软基海床，单桩基础基岩海床的工程经验较少。分析单桩水平承载特性的研究方法主要有试验法、理论分析方法、有限元法。其中试验分为原型试验和小模型试验，原型试验耗资较大，而且目前国内外已竣工的海上嵌岩桩工程较少，缺乏相关数据；小模型试验难以反应原型[2]。理论分析法中具有代表性的p-y曲线法[3]，是目前应用最广泛的计算横向荷载作用下桩体荷载传递特性的方法，p-y曲线法是由小直径桩试验得到的，其能否用于大直径桩基础有待研究[4]，且p-y曲线公式与土的参数密切相关，很多学者对其进行了修正，但都只是针对单一土质，其普适性较差[5-6]。有限元法是随着计算机发展而生的一种现代化方法[7-9]。本文通过建立三维有限元模型，对福建海域海上风机单桩嵌岩基础水平承载特性开展研究，希望通过研究为后续福建海域风电场单桩基础设计提供理论指导。