海相软土中单桩系统的水平承载特性研究开题报告

 2020-02-20 09:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1工程背景

我国越来越多的海上建筑物陆续兴建,如海上石油钻井平台、海上风力发电机、海上输电塔等,高桩基础是这些结构物的最主要基础型式。高桩基础同低桩基础相比具有更小的水平承载力及水平刚度,在波浪力、水平地震力、船舶撞击力作用下可能发生较大的水平变形。深入研究高桩基础的水平大变位性状,分析高桩水平变形、内力及桩周土反力之间的内在联系,探讨合理有效的高桩水平大变位分析方法,对于我国科技兴海的战略发展具有重要的科学意义和工程实用价值。

风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力。自1973年世界石油危机以来,在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能作为新能源的一部分便重新有了长足的发展。现如今风电作为较为成熟的新能源发电技术,已成为我国第三大能源。由于土地资源有限,大规模的陆地风电场越来越面临选址困难的问题。海上风能资源优于陆地且风的品质更加优越,因为海面粗糙度小,风速大。海上风湍流强度小,具有稳定的主导风向, 有利于减轻风机疲劳。并且海上风能开发不涉及土地征用、噪声扰民等问题。诸多优点海上风电资源的开发为中国可再生能源的发展提供了巨大的潜能,大规模海上风电越来越受到高度重视。

近海风电机组及塔架体型大,且受风、浪等复杂荷载的耦合作用,因而对支撑风电机组和塔架结构的基础提出了更高的要求。国内外常见的近海风电机组桩基型式包括超大直径单桩基础、三脚架基础、导管架基础和群桩基础等。超大直径单桩基础具有显著优势,正被越来越多地应用于海上风电大容量机组。整机固有频率、基础水平变形以及大直径桩的可打入性等多个因素决定着单桩基础的可用性。其中超大直径单桩基础直径可达3~8 m,即使其它风机群(多)桩基础的基桩直径也达1.5~2.5 m。与陆地相比,近海风机桩基础直径明显偏大。寻求一种经济和技术方面的最优解决方案,对基础设计和建造工艺提出了很高的要求。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

( 1 )确立适用于海相软土在水平荷载作用下的本构关系模型

基于前人对海相软土物理力学性能的试验研究成果,对现有的软土非线性模型进行修正。着重考虑海相软土对桩基影响较显著的力学参数,如剪切模量和内摩擦角等。

( 2 )与海相软土桩基模型试验力学进行对比

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3. 研究计划与安排

第1-2周。整理及查阅有关土动力学、岩土地震工程、土-结构相互作用等方面的中英文资料,在导师的指导下,初步确立研究方向和研究方法。

第3-5周。搜集国内外研究现状,总结现有的研究方法和成果。完成毕业论文的开题报告及文献综述撰写工作。

第6-7周。与导师讨论后确定试验方案和数值分析方案。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 杜修力,韩强,李忠献,李立云,陈少峰,赵建峰. 5.12 汶川地震中山区公路桥梁震害及启示[j]. 北京工业大学学报,2008, 34(12): 1270-1279.

[2] 刘汉龙,王志华,陈国兴. 深厚场地大型桥梁桩基础随机地震反应及可靠性分析[j]. 岩土力学,2007, 28(2): 263-268.

[3] mylonakis, g., syngros c.,gazetas g. and tazoh t. the role of soil in the collapse of 18 piers of hanshinexpressway in the kobe earthquake [j]. earthquake engineering and structuraldynamics, 2006, 35(5): 547-575.

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