海上单桩基础风机土体阻尼校核与预测方法研究

苏凯, 朱洪泽, 周俊龙, 赖旭

天津大学学报(自然科学与工程技术版) ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (02) : 165-173.

海上单桩基础风机土体阻尼校核与预测方法研究

  • 苏凯, 朱洪泽, 周俊龙, 赖旭
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摘要

对长期承受动荷载作用的海上风机而言,土体阻尼是影响其疲劳寿命的重要因素之一,不同学者对其考虑方式尚未统一,同时土体阻尼的输入和校核结果间存在一定差异.针对这一问题,本文以江苏黄海某风机工程项目为依托,在ABAQUS软件中建立单桩基础式海上风机有限元计算模型,设计了包含风机结构壁厚、基础埋深、结构密度及土体阻尼等因素的系列计算方案,采用自由振动分析对土体阻尼输入与校核间差异性进行系统研究,并设计正交试验采用极差分析方法进行各因素的影响权重分析,在此基础上基于多参数非线性回归分析提出了综合拟合公式,并给出相应土体校核阻尼预测方法.结果表明:风机土体阻尼校核结果远小于其输入值,仅为后者的2%~15%;校核阻尼与风机结构壁厚、结构密度呈正相关关系,与基础埋深呈负相关关系,但当基础埋深达到8倍桩径后,则基本不再影响校核结果;以上各因素并非线性独立,三者共同作用决定土体阻尼校核结果,其中结构壁厚影响最为显著,其次为结构密度,最后为基础埋深;本文提出的以结构壁厚与校核结果间幂函数为基础的拟合经验公式,其拟合精度良好,可有效模拟各因素与校核阻尼间的关系,同时可为同类型风机土体阻尼校核预测提供数学基础.

关键词

海上风机 / 单桩基础式 / 土体阻尼 / 校核阻尼

中图分类号

P752 / TM614 / TU476

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苏凯, 朱洪泽, 周俊龙, 赖旭. 海上单桩基础风机土体阻尼校核与预测方法研究. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2024, 57(02): 165-173

基金

中建股份科技研发课题资助项目(CSCEC-2020-Z-21)

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