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海上风电吸力桩基础破坏包络理论研究
2023年
在竖向荷载、水平荷载与弯矩荷载(VHM)共同作用的复合加载模式下,吸力桩基础地基达到整体破坏时各个荷载分量的组合在三维荷载空间中将形成1个不依赖于加载路径的椭圆曲破坏包络。该文通过求解VHM三维荷载空间内的破坏包络方程,分析海上风机机组吸力桩基础承载能力并确定吸力桩基础的失稳破坏模式,若设计基础承载力在屈服包络之内,则认为基础的承载力和整体稳定性满足设计要求,并初步确定吸力桩基础的尺寸,为初步设计阶段提供方案设计指导性意见。在方案设计阶段,使用VHM三维荷载空间内的破坏包络理论方法判断吸力桩承载力和稳定性是否符合要求,避免了繁琐的有限元计算,具有简化输入参数、无需划分网格和计算速率快等特点,研究成果可供工程设计参考。
范夏玲
黏土中吸力式桶形破坏包络数值模拟研究被引量:3
2022年
为了应用高级土体本构对黏土中的吸力桶基础进行完整的有限元模拟,以建立吸力桶基础的破坏包络,利用有限元方法分析了在不同单调组合荷载作用下固结黏土中的吸力桶基础离心机试验,对比试验结果验证了使用硬化土(HS)本构模型的有效性;通过径向滑移试验进行了大量的有限元分析,进一步研究了竖向力(V)水平力(H)弯矩(M)空间的破坏模式。在此基础上描述了H-M平、V-H平以及V-H-M空间的破坏包络。结果表明,H-M破坏包络类似于倾斜的椭圆;不同竖向荷载对H-M破坏包络倾斜度的影响可以忽略;H-M破坏包络的尺寸随着竖向荷载值的增加而减小;竖向荷载和水平荷载之间存在很强的相互影响,即竖向承载力和水平承载力构成的V-H屈服近似为1/4椭圆,可以看出,H-M倾斜椭圆的大小由竖向荷载控制。基于数值模拟结果提出了在V-H-M空间中表达三维破坏包络的解析式。
陈佳莹滕竟成吴则祥
关键词:破坏包络面黏土有限元法循环荷载宏单元
局部冲刷作用后海上风电桶型基础破坏包络特性研究被引量:3
2022年
基于有限元软件单元生死功能模拟局部冲刷坑的形成,并联合使用Swipe加载法和固定位移比法,研究局部冲刷后桶型基础在竖向荷载V、水平荷载H及弯矩M复合加载下的承载能力变化。结果表明:局部冲刷作用对桶型基础水平和弯矩极限承载力削弱程度明显;V-H和V-M这2种复合加载模式下,增大竖向荷载V会提高桶基水平和弯矩极限承载力;局部冲刷后V-H和V-M破坏包络线具有相似曲线形状,据此提出数学表达式;H-M复合加载下桶基在第一象限内的破坏包络线呈单调递减趋势,且随着冲刷深度增加其承载能力呈抛物线趋势下降。通过单调及二维复合加载明确了冲刷作用后桶型基础承载力变化,进一步绘制出冲刷深度S_(d)=0.2D工况下V-H-M三维破坏包络,可为实际工程中冲刷作用后桶型基础受复合荷载时的承载状况提供参考。
唐汉枫陈旭光刘金忠
关键词:海上风电冲刷复合加载极限承载力破坏包络面
非共V-H-M复合加载模式下海上风电桶形基础破坏包络特性研究被引量:4
2021年
相对于传统共V-H-M复合加载模式,通过水平荷载H与弯矩荷载M间的夹角Φ_(H-M)考虑非共V-H-M复合加载,该加载模式更加符合海上风电基础的实际受荷情况。研究表明随着Φ_(H-M)的减小,桶形基础H-M破坏包络线在第一象限显著向内收缩,第二象限逐渐向外扩张,最终呈现出对称性,由Φ_(H-M)产生的对于桶形基础复合承载力的降低不容忽视。基于计算结果,提出用于确定桶形基础共及非共V-H-M复合加载模式下破坏包络的方程,明确了Φ_(H-M)对于基础复合承载力的影响,并通过实例展示了方程及破坏包络理论的应用。
李思琦王媛李庆文黄景琦罗仑博
关键词:海上风电桶形基础破坏包络面
竖向-水平-弯矩荷载作用下沉井基础破坏包络研究
在土木工程、水利工程、海岸和近海工程中,结构物通常承受竖向荷载和水平荷载作用。承受水平荷载作用的结构,如桥梁、挡土结构、海上风电、海上结构物等,通常会将复杂的荷载组合传递至下部地基基础。海洋工程结构物的基础承受复杂的荷载...
洛特飞(BOUCHELOUKH Abdellatif)
关键词:沉井基础破坏包络面
竖向-水平-弯矩荷载作用下沉井基础破坏包络研究
在土木工程、水利工程、海岸和近海工程中,结构物通常承受竖向荷载和水平荷载作用。承受水平荷载作用的结构,如桥梁、挡土结构、海上风电、海上结构物等,通常会将复杂的荷载组合传递至下部地基基础。海洋工程结构物的基础承受复杂的荷载...
洛特飞
关键词:沉井基础荷载作用极限承载力数值模拟
破坏包络理论在离岸浅基础设计中的应用探讨
2018年
离岸浅基础因承受着复杂的自然环境和工作条件处于竖向、水平、力矩等多种荷载联合作用的复合加载条件下。近些年发展起来的破坏包络理论克服了浅基础传统计算理论的诸多不足,特别适用于复合加载模式下的浅基础设计优化工作。为了探讨将破坏包络理论应用于工程实践的问题,在总结破坏包络理论已有研究成果的基础上,通过海上风电筒型基础的设计实例,提出了采用破坏包络进行浅基础设计的一般步骤,展示了破坏包络理论在计算荷载安全系数、地基土强度的材料系数和基础优化方的应用。研究表明破坏包络理论可方便快捷地应用于浅基础的设计优化。
申志超申志超杜姜开林丁红岩
关键词:破坏包络面承载力
砂土地基条形浅基础在倾斜荷载下的破坏包络被引量:1
2018年
为了研究砂土地基上条形浅基础在倾斜荷载作用下的承载性能,通过有限元软件ABAQUS进行平应变有限元分析。在分析中,地基采用理想弹塑性模型,遵循Mohr-Coulomb破坏准则,提出一种新的求解破坏包络的方法,即位移法。探讨了砂土内摩擦角对倾斜荷载作用下H-V荷载平破坏包络的影响。计算结果表明:在给定埋深条件下,利用位移法,通过三条加载轨迹可拟合得到完整的破坏包络;破坏包络形状在H-V荷载平内具有较好的归一化特性,适用于摩擦角较小的砂土。
汤振罗强贾虎
关键词:砂土破坏包络面
破坏包络理论在多基础系统中的应用研究
2016年
由多个分离基础组成的多基础系统是常用的海洋结构基础型式。基于破坏包络理论,分析了砂土地基多基础系统的失效模式,建立了相应的承载力计算方法,并验证了计算方法的可行性。对比分析了单一基础和多基础系统不同荷载路径下的荷载安全系数,探讨了破坏包络理论与分项系数法相结合的基础承载力计算方法。失效模式的分析表明,由于水平荷载的增大,四腿平台结构迎浪侧基础首先到达破坏包络线,其失效模式属于滑动失稳,但由于基础间的运动约束,其并不会出现真正的滑移破坏。随着水平荷载进一步地增大,迎浪侧基础承担的水平和竖向荷载不断减小,导致背浪侧基础受到不断增大的荷载。最终,背浪侧基础也到达破坏包络线,多基础系统失效。分析表明,荷载路径对基础的荷载安全系数有决定性的影响,计算基础的荷载安全系数需指明相应的荷载路径。鉴于破坏包络的大小和形状取决于众多因素,基础设计时需采用特定工况下的破坏包络进行承载力计算。
申志超别社安薛润泽姚海元
关键词:破坏包络面失效模式荷载路径
砂土地基上条形浅基础破坏包络被引量:6
2015年
对于砂土地基上条形浅基础在倾斜与偏心荷载作用下承载力进行了比较系统的平应变有限元分析.在分析中,砂土假定为纯摩擦材料,遵循基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构关系.首先对条形浅基础的竖向承载力进行了有限元计算,并与滑移线解法进行了对比,两种方法所得结果比较吻合.进而探讨了砂土内摩擦角对于基础在竖向荷载V与水平荷载H、竖向荷载V与弯矩M荷载平内的破坏包络轨迹的影响,揭示了地基在不同荷载分量组合条件下的失稳破坏机制.计算结果表明,与不排水情况下软黏土地基上基础破坏包络相比,砂土地基上条形浅基础的破坏包络形状有较大差异,但V-H和V-M平内的破坏包络形状仍具有较好的归一化特性.基于有限元计算结果,分别建议了条形浅基础在倾斜与偏心荷载作用下的破坏包络方程,该方程可用来合理评价复杂荷载条件下砂土地基上条形浅基础稳定性.
范庆来郑静武科
关键词:砂土复合加载

相关作者

栾茂田
作品数:550被引量:5,254H指数:37
供职机构:大连理工大学水利工程学院海岸和近海工程国家重点实验室
研究主题:土力学 有限元 土工格栅 孔隙水压力 极限承载力
范庆来
作品数:105被引量:515H指数:15
供职机构:鲁东大学
研究主题:复合加载 破坏包络面 桶形基础 软土地基 软基
武科
作品数:228被引量:659H指数:15
供职机构:山东大学
研究主题:桶形基础 复合加载 装配式 隧道 隧道围岩
王志云
作品数:23被引量:132H指数:9
供职机构:大连理工大学
研究主题:桶形基础 破坏包络面 有限元法 吸力式沉箱基础 复合加载模式
丁红岩
作品数:460被引量:887H指数:17
供职机构:天津大学
研究主题:筒型基础 拖航 海上风电 施工方法 压载