风浪荷载共同作用下的海洋桩基动力响应
2021-10-12李宛玲周香莲
上海交通大学学报 2021年9期
李宛玲,张 琪,周香莲
(1.上海交通大学 海洋工程国家重点实验室,上海 200240;2.中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,武汉 430071;3.上海交通大学 土木工程系,上海 200240)
近年来,随着沿海城市人口总数快速增长,沿海地区电力需求增加.相比陆上风电机组,因具有不占用土地面积、风能资源丰富、绿色清洁、低碳排放、风速高且湍流强度小等优点,海上风力涡轮机在世界范围内得到广泛的应用和发展[1-2].由于海上风电机基础长期受风荷载、波浪荷载及其他荷载的共同作用,威胁到风机工程的结构安全,所以,海上风机的受力及影响等相关问题引起了人们的广泛关注[3-5].
在海洋环境中,风荷载往往会影响波浪的水力特性,很多学者曾对风在海洋环境中的作用进行研究[6-8].Phillips[9]提出风荷载通过在水面上产生剪切力的理论来探究风浪间的相互作用,该理论虽然解释了海洋环境中风荷载的产生和作用机制,但并未对风荷载作用后的效应做进一步说明.Liu等[10]用演化方程和数值模型相结合的方法分析了风对Boussinesq波浪的非线性影响,推导出在风荷载作用与理想的水平海底条件下Boussinesq波浪的演化方程.文献[11]将试验结果与数值模拟对比后发现风荷载会加速波浪破碎,延长破碎时间并增大波浪的最大振幅,且这种影响在深水区更加稳定.
单桩是最常见的海上风机基础结构,在多种荷载共同作用下,海上风机基础会产生一定程度的水平……
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