砂土中海上風機筒型基礎沉放過程筒-土作用研究.pdf

1、筒型基礎是一種比較常見的海上平臺基礎形式，具有節(jié)約成本和環(huán)保等優(yōu)點，近年來開始被用作海上風機結構基礎。沉放安裝是筒型基礎關鍵施工過程，也是其實現(xiàn)工程應用的前提，而目前其沉放過程還存在諸多問題。
　　針對海上風機筒型基礎沉放過程，結合現(xiàn)有研究和工程中存在的問題，通過模型試驗和數(shù)值模擬方法，開展了砂土中筒型基礎沉放過程筒—土作用研究，揭示了筒型基礎靜壓沉放過程中的擠土效應、負壓沉放過程中的減阻效應、沉放阻力與滲流特性以及復合筒型基礎的

2、負壓沉放與調平特性，并在此基礎上改進了已有沉放阻力和沉放所需負壓的計算方法。本文主要研究工作和創(chuàng)新成果如下：
　?。?）針對長徑比（L/D）為1.0的傳統(tǒng)筒型基礎結構和長徑比為0.33的寬淺式筒型基礎結構，分別開展了筒型基礎靜壓沉放試驗，發(fā)現(xiàn)筒壁下沉過程中存在明顯的擠土效應，使得周圍土體應力水平大大提高；L/D=1.0基礎還存在土塞效應，內側土壓力遠大于外側；端阻力在總沉放阻力中起主要作用；已有阻力計算方法不能準確預測筒型基礎靜壓

3、貫入阻力。在對試驗數(shù)據分析的基礎上，提出了一種能更準確地預測靜壓沉放阻力的、基于靜力觸探試驗和靜壓管樁理論的計算方法。
　?。?）針對目前負壓沉放存在的問題，利用上述兩個筒型基礎開展了負壓沉放試驗，揭示了負壓下沉過程中筒壁內、外側摩擦力和端部阻力的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)負壓下沉時內側摩阻力與端阻力大大減小，而外側摩阻力幾乎不變；現(xiàn)有臨界負壓是過于保守的，即使施加負壓超過臨界負壓值也不會發(fā)生滲透破壞。并揭示了沉放減阻效果與施加負壓之間的關系

4、，改進了現(xiàn)有沉放所需負壓計算方法。
　?。?）針對海上風機復合筒型基礎這一新型筒型基礎結構，通過數(shù)值模擬和模型試驗方法，開展了負壓沉放與調平研究，揭示了其沉放和調平過程中負壓與滲流特性，以滲流出口水力梯度為控制條件，建立了復合筒型基礎沉放和調平臨界負壓計算公式，發(fā)現(xiàn)復合筒型基礎沉放所需負壓略小于未分艙基礎情況；當復合式筒型基礎在沉放過程中發(fā)生傾斜時，可通過抽吸升高艙體氣體實現(xiàn)快速調平，且施加調平負壓小于臨界負壓，在多個艙體內施加負