海上风机嵌岩桩水平承载特性有限元分析

为确定海上风机嵌岩桩合理的嵌岩深度,本文应用有限元软件ABAQUS,建立三维有限元模型,通过水平承载力、桩身变形、荷载传递等多种因素进行分析,得出:嵌岩深度达到2倍桩直径后,增加1m嵌岩深度,水平承载力变化小于3‰,同时桩身内力和桩身变形在数值和规律上不再有明显变化,故认为最佳嵌岩深度为2倍桩径.     

浮式风机变桨故障后停机的动力特性研究

浮式风机变桨故障后紧急顺桨停机可能会引起风机传动系统、机舱设备、塔筒和浮式基础荷载和弯矩的巨大波动。采用空气动力-水动力-控制系统-结构动力全耦合非线性方法模拟了不同海况下的全潜式浮式风机变桨系统故障,分析了风机低速轴弯矩、机舱加速度、塔筒弯矩和浮式基础的运动响应变化。结果表明,在变桨故障后紧急顺桨停机工况下,风机系统内部所受荷载和弯矩与正常运行相比有明显增加,在优化控制方法后,即变桨故障后高速轴刹车并减速顺桨,风机系统内部增加的荷载和弯矩得到有效缓解。     

桩筒复合风电基础H-M荷载空间的承载力包络线研究

海上风电机组属于高耸结构物,上部结构及叶片塔筒等传递至基础顶面的水平向荷载H及倾覆力矩M是其地基基础主要承受的作用力。桩筒复合基础是一种新型的海上风电基础型式,其组合了单桩与单筒的地基承载优势,建立H-M荷载空间的地基承载力包络线,是评价该种新型基础地基稳定性的重要手段。本文通过数值模拟分析研究了桩筒复合基础在砂性土中H-M加载模式的地基承载力包络线,并开展了室内模型试验验证了数值模拟结果的可靠性。研究表明新型基础结构在砂性土中H-M荷载空间的地基承载力包络线归一化后在第一象限内具有较好的规律性。在实际工程中,可以根据受力状态与承载力包络线的相对关系,评价桩筒复合型基础的稳定性。     

纤维增强石膏板组合墙体抗震性能的非线性有限元分析

基于纤维增强石膏板组合墙体的抗震性能模型试验,采用ANSYS参数化程序设计语言（APDL）编制了命令流,对模型墙体在侧向和竖向荷载共同作用下的破坏特征和整体结构的抗震性能进行了非线性有限元分析。研究了钢筋混凝土芯柱和纤维增强石膏板对墙体抗侧承载能力的影响。计算结果与试验结果吻合较好,分析结果说明纤维增强石膏板组合墙体具有良好的抗震性能。     

海上自升式钻井平台插桩阶段桩靴承载力计算

为了准确预测海上自升式钻井平台插桩阶段贯入深度,引入流-固耦合理论,建立了饱和黏土条件下土-桩靴系统的有限元模型,利用该模型对桩靴贯入均质与非均质黏土时的桩靴承载力系数进行了数值计算。结果表明,桩靴承载力系数的大小主要取决于土体强度和桩靴贯入深度：对土体强度非均匀系数较低的土体,桩靴承载力系数与桩靴贯入深度正相关,而土体强度非均匀系数较大的土体桩靴承载力系数与桩靴贯入深度呈负相关;当桩靴贯入深度为20 m左右时,桩靴的极限承载力系数为10.30（不考虑土体回流作用）和12.25（考虑土体回流作用）。给出了插桩过程中桩靴承载力的计算方法,并利用此方法计算了渤海5号平台在特定土质条件下桩靴的贯入深度,提出的计算方法由于考虑了整个插桩过程中土-桩靴相互作用、土体的非线性特性、桩靴底面的端阻力和桩靴侧面阻力等影响,预测的桩靴贯入深度更为合理,与传统计算方法的结果相差20%左右。图9表2参25