多艙復合筒型基礎負壓下沉滲流場特性研究.pdf

1、多艙復合筒型基礎是一種海上風機結構的新型基礎型式，內部分艙的設置能夠提高基礎的拖航穩(wěn)性以及實現安裝過程的精確調平。筒型基礎依靠筒內外的壓力差實現沉放安裝，在砂土等高滲透性的土體中，筒內外的壓力差會引起從筒外土體向筒內土體的滲流，滲流反過來又會影響筒型基礎的負壓下沉過程。本文以帶分艙板的單筒復合筒型基礎作為研究對象，開展了筒型基礎負壓下沉過程的室內模型試驗和有限元分析，研究了無分艙筒型基礎和多分艙筒型基礎負壓下沉過程的滲流場特性以及多分艙

2、筒型基礎調平過程的滲流場特性。本文主要研究內容和成果如下：
　　（1）針對直徑為30cm、高12cm、裙板厚2mm的無分艙筒型基礎和相同尺寸、分艙板厚2mm的多分艙筒型基礎兩個模型，進行了在砂土中沉放的小比尺室內試驗。揭示了基礎負壓下沉過程中下沉深度隨時間、下沉深度隨負壓的變化規(guī)律，發(fā)現基礎在沉放后期，由于滲流場的產生使得筒內出現土塞，筒內土體高于筒外土體，土塞的形成會影響基礎進一步沉放安裝；對于無分艙筒型基礎，基礎負壓下沉過程中

3、，筒周圍土體中形成由筒外流向筒內的滲流場，在豎直方向上，筒內土體形成從下向上的滲流場；筒外土體形成由上向下的滲流場。對于多分艙筒型基礎，滲流場的滲流方向大部分從筒外流向邊艙，一小部分從筒外流向中間艙，相比于中間艙，更容易形成由筒外流向邊艙的滲流場，邊艙內土體的超孔壓絕對值大于中間艙。
　?。?）采用 ADINA有限元軟件，建立無分艙筒型基礎和不同分艙尺寸的多分艙筒型基礎的二維模型，揭示了基礎負壓下沉和調平過程中的水頭分布情況、滲流

4、梯度和滲流速度等滲流要素。分析發(fā)現多分艙筒型基礎的總水頭等勢線和孔壓水頭等勢線的分布規(guī)律與無分艙筒型基礎大體一致，邊艙內水頭等勢線較中間艙密，邊艙內的滲流力和滲流梯度大于中間艙內滲流梯度，邊艙內更易形成穩(wěn)定滲流，且不受分艙尺寸大小的影響。
　?。?）對于多分艙筒型基礎的調平試驗和調平過程的 ADINA有限元分析中可以看出，僅對中間艙抽負壓，滲流從邊艙底端流向中間艙，筒外土體中的水流向邊艙底端進行補給，邊艙內部土體除邊艙底端不形成滲