沿海滩涂地区风机基础设计

风能作为一种清洁能源,具有显著的社会和环境效益。近年来世界风电装机容量平均以27％的速度增长,滩涂和近海的风力资源开发则更具潜力。风机基础是风机结构的关键部分,其主要计算内容包括：荷载组合值、地基承载力、稳定性、地基变形及基础受冲切、抗剪切等。当采用桩基础时,尚应复核桩身强度,桩基方案应结合承台及单桩承载力综合确定。由于风力发电机组对倾斜敏感,基础变形往往成为控制指标。在风机塔筒与基础的联接设计、地基基础长期变形发展规律、抗震抗风设计等方面还需做进一步专门研究。此文所研究的成果可供类似沿海地区风机基础设计参考。     

风机扩展基础的型式选择

针对风机基础承受360°方向重复荷载的特殊性,在通过借鉴烟囱,高耸结构等基础设计规范的基础上,除了方形基础外,扩充了圆形、八边形扩展基础以及圆形和八边形承台基础的设计,并分别作了具体分析,从而使风机基础的适应性得到拓宽。     

风电场地基液化对桩筏基础受荷响应的影响特征

对于具有高耸、柔性特征的风机支撑结构,其基础在工作时主要受到风等导致的水平荷载和倾覆弯矩.但位于地震强烈的地区,地基液化会引起基础的水平承载能力显著降低,是风电基础设计必须考虑的重要因素.结合河南某风电场实际工程建设,首先基于我国当前规范对该风电场地基液化情况进行判定;其次针对地基液化工况与经处理加固后不液化工况,采用...     

复合加载模式下不排水饱和软黏土中宽浅式筒型 基础地基承载力包络线研究

作为高耸结构物,海上风机受到巨大的水平荷载作用。宽浅式筒型基础是为适应中国近海荷载特点而研发的一种新型海上风机基础形式,经典的地基承载力计算公式无法精确地计算复合加载模式下宽浅式筒型基础地基的极限承载力。通过数值计算研究了不排水饱和软黏土中宽浅式筒型基础在V-H、V-M、H-M和V-H-M加载模式下的地基承载力包络线,并提出了V-H和V-M加载模式下的地基承载力包络线的表达式。研究结果表明V-H和V-M加载模式下宽浅式筒型基础地基承载力包络线具有对称性,而H-M加载模式下呈非对称性,其非对称性随着基础深宽比增大而更加显著;V-H-M加载模式下地基承载力包络线的形状受竖向荷载V的影响,表现为包络线关于M轴的非对称性随着竖向荷载的增大而减弱。可根据海上风机的实际受力状态与该破坏包络线之间的相对关系,评价实际受荷状态下筒型基础的稳定性。     

土岩组合地基上风机基础沉降规律数值模拟

岩溶山区风机基础工程的建设面临着土岩组合不均匀地基的问题,而且作用在风机上的风荷载随机性较大,风机地基基础设计难度较大,文中采用ABAQUS有限元软件对土岩组合地基上风机圆形扩展基础沉降规律进行了数值模拟,得到了土岩组合地基上风机基础在不同荷载作用方向下的沉降规律,模拟结果可以为风机基础土岩组合地基设计计算提供一定参考。     

风机振动对堤坝安全影响研究

通过研究风机振动对风机基础、堤坝及临近建筑物的影响范围、影响程度,避免或减小风机基础对堤防安全的影响。本文采用有限差分法软件FLAC对风电场风机基础-地基系统进行动力数值计算,分析了风机正常发电工况下和极限荷载工况下的风机振动荷载引起基础及附近一定范围土体的振动特性和土体的加速度的分布规律。     

风机基础分层事故的检测鉴定及加固处理

某工程7座风机基础在浇筑过程中,施工缝处理不当,基础存在分层。通过钻芯、地质雷达探测等方法对混凝土密实度进行了检测;并考虑风机基础结构和荷载的特殊性,分析分层面对基础承载能力的影响;综合检测和分析结果评价了各基础的安全性;对于安全性不满足要求的基础,提出压力注浆和在分层面增设抗剪键的加固方案,取得良好加固效果,现基础已安全运行2年;此外,对风机基础分层问题的防治提出了可行建议。     

高耸结构顺风向响应研究

系统总结了高耸结构顺风向响应的国内外研究成果。首先介绍了结构顺风向响应研究发展概况,其次着重介绍了在平均风和脉动风作用下的等截面与变截面高耸结构的顺风向响应的计算公式,最后总结了高耸结构在顺风向风力作用下荷载风振系数和位移风振系数的计算公式。     

海上风机筒型基础黏土地基离心模型试验研究

在海洋工程基础设计中,筒型基础得到越来越广泛的应用。多为饱和淤泥质土的海洋工程地基受力环境复杂,利用离心机用较小模型可再现原型应力的特点,采用清华大学50 g·t离心机对饱和淤泥质土地基上筒型基础模型进行了离心模型试验。基于试验结果分析了水平荷载施加过程中基础和地基的变形和受力特性,以及基础周围地基中孔压的变化。基础上作用有水平静推力和风机循环荷载,若静推力和循环荷载的幅值之和不超过临塑荷载,循环荷载对基础变形影响有限,若超过临塑荷载,长期循环荷载作用造成的地基累积变形使筒与地基脱开,从而造成筒与地基间吸力逐渐丧失,基础发生倾倒破坏。     

输电杆塔掏挖基础抗拔设计极限状态分析

基于不同地基、尺寸条件下掏挖基础单向上拔或上拔与水平荷载联合作用下荷载试验结果,分析了掏挖基础抗拔极限状态时极限荷载和位移值、荷载与位移关系曲线特征、地表裂纹分布特征、典型承载失效模式,结合影响上部杆塔结构正常使用功能发挥的基础位移限值,研究了上拔状况下掏挖基础承载特性及最不利极限状态。研究表明:掏挖基础上拔荷载与位移关系呈陡降型脆性破坏,承载失效主要是由于地基土体整体剪切破坏所致,地基开裂破坏时并未影响掏挖基础及上部结构的正常使用,即掏挖基础上拔状况下最先超越地基承载能力极限状态。因此,上拔状况下输电杆塔掏挖基础埋深、基底直径等参数按地基承载能力极限状态设计,基础作用力按相应状态荷载组合计算确定,主要采用由可变作用控制的基本组合。     

考虑硬壳层抗剪作用的软土地基极限荷载计算

在浅基础地基极限承载力计算中,把基础两侧基底平面以上的土层,简单地当作上部荷载,而忽视作为荷载土层的抗剪能力,必然要低估地基的承载力。应用静力平衡原理和土体极限平衡条件,考虑基础两侧基底平面以上土层的抗剪能力,深入分析软土地基土硬壳层的抗剪作用,推导出考虑硬壳层抗剪影响的软土地基极限荷载计算公式。该公式可用于均质和非均质软土地基极限荷载计算,能更准确反映地基极限承载力。     

加筋风积沙地基直柱扩展基础抗拔试验

通过3个直柱扩展基础在风积沙和加筋风积沙两种地基条件下的上拔荷载、上拔和水平力组合荷载6个工况的现场试验,研究风积沙、加筋风积沙地基直柱扩展基础抗拔承载性能和机理。试验结果表明:①上拔荷载下,风积沙和加筋风积沙地基均呈整体突变性破坏;②上拔和水平力组合工况下,风积沙、加筋风积沙地基直柱扩展基础的水平荷载主要由基础自重承担,水平位移决定了基础抗拔极限承载性能;③土工格栅可提高风积沙地基抗拔和抗水平力承载性能,上拔、上拔和水平力组合工况下基础的上拔极限承载力较风积沙地基分别提高了21.7%和32.8%。     

风力发电塔基础设计改进研究

风力发电是新能源中技术最成熟、商业化发展前景最好的发电方式之一,近年来在我国取得了迅猛发展.风力发电塔基础是结构的重要组成部分,它承担着将上部结构所承受的全部荷载和作用安全可靠地传递到地基,并保持结构整体稳定的作用.风力发电塔基础的选型及布置与外部荷载和作用的类型、场地和地质条件均有密不可分的关系.针对我国风力发电塔基础设计的现状,提出根据基础受力特点和工程实际地基土类别对基础进行改进和优化设计.并以地质条件不同的两个风力发电场基础设计为例,说明基础改进设计的可行性和经济性.     

软土地基表层硬壳的利用与工程实践

工程建设中常常遇到软土地基,天然软土地基并非一定要经过人工处理才能利用,在特定的条件下,完全可以用作低层甚至多层建筑物的天然地基。１软土地基的设计原则１．１分析采用天然地基的可能性如可能采用天然地基应尽量采用,当天然地基无法满足设计要求时,才选择适宜的地基处理方法。１．２考虑地基与上部结构的相互作用将上部结构、基础形式和地基作为整体进行分析。例如增加建筑物的整体刚度可以减小建筑物的不均匀沉降;加大基础宽度可以减小地基单位面积荷载、降低承载力要求等。采用上部结构与基础相结合的综合处理方案往往是技术上和经…     

岩石锚杆风机基础的混凝土应力监测及数值分析

为了探究风力发电机新型岩石锚杆基础的受力特性,结合国电铁岭开发区风电场新建工程,通过在岩石锚杆风机基础上布置健康监测系统并结合自主研发的操作平台,以监测风机基础运行中的受力状态.同时利用ABAQUS有限元分析软件对岩石锚杆风机基础在不同荷载工况下的应力状态进行分析,通过将其与监测结果进行对比,可以有效地获取基础内部的受力状态.该工作为完善结构设计工作提供了重要的依据,对同类结构的设计计算有参考意义.     

汶川地震紫坪铺进水塔的动态响应研究

作为高耸塔式结构的进水塔在强地震作用下的抗震稳定性具有非常重要的地位。采用时程分析法,辅以反应谱分析法,对地震荷载曲线的确定进行了研究。在研究过程中分析了两种方法共三种地震荷载曲线,通过对比结果得出时程分析法所确定的地震荷载曲线的准确性。根据该曲线进行紫坪铺1#进水塔的5.12汶川地震稳定性时程分析。针对低周往返地震荷载作用下,塔体结构与塔背山体以及地基岩体间薄弱面在张开、闭合、滑移过程中的应力释放和应力调整规律,引入动态接触单元,采用弹性连接和动态接触两种方法研究高耸进水塔结构在地震荷载作用下的抗震性能,确定塔体的整体抗震稳定性是可以保证的。采用动态接触研究进水塔-岩体联合动力相互作用是十分必要的。     

海上风机基础结构的疲劳及其可靠性研究现状

近年来我国开始大力发展海上风电工程,海上风机基础结构是海上风机的重要组成部分。目前我国还没有海上风机基础结构相关设计标准或规范出台。对于海上风机基础结构疲劳荷载起控制作用,文中总结和回顾了海上风机钢结构基础的疲劳及其可靠性研究领域的进展。其中包括:海上风机钢结构基础的疲劳分析方法、荷载组合及波浪模型的选择、疲劳可靠性分析方法和研究现状等,并对今后这一领域的研究发展作了展望。     

水平-竖向-扭转荷载下吸力沉箱基础承载特性数值研究

海上风机吸力沉箱基础承受结构自重及环境因素引起的竖向、水平、扭转荷载,处于复合加载状态。以位于饱和黏土地基上长径比为0.25～1.0的单桶沉箱基础为对象,ABAQUS为计算工具,研究沉箱基础的承载特性,并考虑沉箱与地基土的摩擦接触作用。首先分析沉箱基础在单一的竖向荷载、水平荷载及扭转荷载作用下的极限承载力,并给出沉箱基础在这些荷载组合下的破坏包络面,其中倾覆力矩通过施加偏心水平荷载实现。结果表明,沉箱基础的竖向承载力可用改进的经典承载力公式计算,而水平承载力系数在给定的接触条件下随沉箱长径比增加而减少,扭转承载力与理论预测结果非常吻合;扭转荷载对沉箱的竖向承载力影响较大,但对水平承载力影响较小;不同扭转荷载下的V-H包络面可用椭圆曲线拟合。     

风力发电机钢筋混凝土基础有限元分析

为验证风力发电机钢筋混凝土圆形扩展基础主要受力钢筋配筋的合理性和比较风机基础底部主要受力钢筋两种配置形式,运用整体式体积率配筋的方法,考虑基础环附近竖向钢筋和风机基础底部主要受力钢筋,建立了风力发电机基础三维有限元模型,计算后得出了主要受力钢筋应力情况,均满足强度要求,最后指出底部主筋配筋形式,采用径向分布要优于双向正交分布。     

输电线路沙漠地区偏心装配式基础的承载性能研究

在宁夏毛乌素加筋风积沙地基中开展偏心装配式基础在单上拔、上拔与水平力组合工况下的现场对比试验,通过监测其顶部荷载位移曲线、地表竖向位移及基础底板土压力数据,分析偏心装配式基础的抗拔承载机理。试验表明:采用增强地基稳定的加筋和设置基础偏心的结构措施,可显著改善装配式基础的受力性能,在提高其抗水平承载性能的同时不降低其抗拔性能,为沙漠地区输电线路工程中应用装配式基础提供了试验数据。