復雜海洋循環(huán)荷載條件下砂土地基吸力桶基礎的長期循環(huán)承載特性是海上風電開發(fā)中亟待解決的科學難題,存在諸如長期循環(huán)累積變形預測難度大、循環(huán)樁-土相互作用復雜以及循環(huán)荷載作用對水平單調承載力的影響不清楚等問題。本文通過縮尺模型試驗,針對砂土地基吸力桶基礎系統全面地開展了上百萬次的循環(huán)加載試驗研究�？紤]循環(huán)次數、變幅循環(huán)荷載順序、循環(huán)荷載參數、循環(huán)荷載方向等影響因素,結合理論分析對吸力桶基礎的累積轉角、運動軌跡演化規(guī)律、基礎剛度、土體阻尼和循環(huán)荷載作用后的水平單調承載力等開展了深入研究,提出了長期循環(huán)累積變形預測模型和計算方法,揭示了循環(huán)荷載作用下的樁-土相互作用機理,建立了循環(huán)荷載作用后吸力桶基礎水平單調承載力的計算方法。論文主要研究工作和成果如下:(1)基于砂土剪切剛度與地應力關系和Bolton公式,提出了砂土地基縮尺模型構建方法,為從現場尺度到模型尺度的試驗開展提供了理論基礎。采用落雨法制得了均勻可重復的飽和砂土地基。通過吸力桶基礎安裝和水平單調加載試驗結果分析,驗證了整套試驗方法和試驗裝置的可重復性,實現了海上風電吸力桶基礎近似全壽命周期的循環(huán)加載試驗模擬,驗證了該模型試驗構建方法的可...

【文章頁數】：145 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 吸力桶基礎發(fā)展及應用概況
        1.2.2 吸力桶基礎的安裝和水平極限承載力
        1.2.3 吸力桶基礎長期循環(huán)累積變形
        1.2.4 循環(huán)荷載作用下的樁-土相互作用
        1.2.5 循環(huán)荷載作用后的樁基礎水平單調承載力
    1.3 問題的提出
    1.4 主要研究內容及技術路線
2 吸力桶基礎水平加載試驗模型設計與方法
    2.1 吸力桶基礎與砂土地基模型構建方法
        2.1.1 吸力桶基礎模型與土工槽
        2.1.2 砂土地基建�？s尺方法
        2.1.3 砂土地基制備與測試
    2.2 傳感器及數據采集系統
        2.2.1 垂直荷載傳感器
        2.2.2 水平荷載傳感器
        2.2.3 激光位移傳感器
        2.2.4 數據采集系統
    2.3 吸力桶基礎水平加載試驗方法
        2.3.1 加載系統
        2.3.2 循環(huán)荷載參數
        2.3.3 加載方式
        2.3.4 單向和雙向水平加載試驗
        2.3.5 多向水平加載試驗
        2.3.6 吸力桶基礎安裝試驗結果與分析
    2.4 本章小結
3 變幅循環(huán)荷載順序對吸力桶基礎累積轉角的影響研究
    3.1 不規(guī)則循環(huán)荷載解耦方法與應用
        3.1.1 不規(guī)則循環(huán)荷載解耦方法
        3.1.2 解耦方法的應用
    3.2 試驗方案與基本公式
        3.2.1 試驗方案
        3.2.2 基本公式
    3.3 水平單調和循環(huán)加載試驗結果與討論
        3.3.1 水平單調加載試驗結果分析
        3.3.2 恒幅循環(huán)荷載下滯回曲線分析
        3.3.3 恒幅循環(huán)荷載下累積轉角結果分析
        3.3.4 恒幅循環(huán)荷載下累積轉角計算模型的建立
        3.3.5 變幅循環(huán)荷載下累積轉角結果分析
    3.4 變幅循環(huán)荷載下累積轉角預測模型的建立與驗證
        3.4.1 Miner累積損傷理論
        3.4.2 預測模型的建立
        3.4.3 預測結果的驗證與分析
    3.5 本章小結
4 單向和雙向循環(huán)荷載作用下吸力桶基礎承載特性研究
    4.1 試驗方案
    4.2 長期循環(huán)累積變形特性
        4.2.1 滯回曲線分析
        4.2.2 累積轉角結果分析與計算模型的建立
    4.3 循環(huán)荷載作用下樁-土相互作用特性
        4.3.1 吸力桶基礎剛度
        4.3.2 土體阻尼
    4.4 長期循環(huán)荷載下累積轉角預測模型的建立
        4.4.1 參數α和β的計算方法
        4.4.2 長期循環(huán)累積轉角計算方法與預測結果
    4.5 本章小結
5 多向循環(huán)荷載作用下吸力桶基礎承載特性研究
    5.1 試驗方案與基本公式
        5.1.1 試驗方案
        5.1.2 參數定義與基本公式
    5.2 長期循環(huán)累積變形特性
        5.2.1 滯回曲線分析
        5.2.2 運動軌跡演化規(guī)律
        5.2.3 水平位移方向
        5.2.4 累積轉角
    5.3 循環(huán)荷載作用下樁-土相互作用特性
        5.3.1 吸力桶基礎剛度
        5.3.2 土體阻尼
    5.4 本章小結
6 循環(huán)荷載作用對吸力桶基礎水平單調承載力的影響研究
    6.1 試驗方案
    6.2 試驗結果與討論
        6.2.1 循環(huán)荷載幅值比的影響分析
        6.2.2 循環(huán)荷載對稱比的影響分析
        6.2.3 循環(huán)次數的影響分析
        6.2.4 變幅循環(huán)荷載作用順序的影響分析
        6.2.5 循環(huán)荷載方向的影響分析
    6.3 吸力桶基礎循環(huán)加載后的水平單調承載力計算方法
        6.3.1 歸一化的樁基礎水平單調承載力經驗公式
        6.3.2 計算參數的確定
        6.3.3 計算方法的驗證
        6.3.4 案例分析
    6.4 本章小結
7 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數據集



本文編號：3773867