多艙復(fù)合筒型基礎(chǔ)負壓下沉滲流場特性研究.pdf

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

2、筒型基礎(chǔ)調(diào)平過程的滲流場特性。本文主要研究內(nèi)容和成果如下：
　?。?）針對直徑為30cm、高12cm、裙板厚2mm的無分艙筒型基礎(chǔ)和相同尺寸、分艙板厚2mm的多分艙筒型基礎(chǔ)兩個模型，進行了在砂土中沉放的小比尺室內(nèi)試驗。揭示了基礎(chǔ)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(xiàn)基礎(chǔ)在沉放后期，由于滲流場的產(chǎn)生使得筒內(nèi)出現(xiàn)土塞，筒內(nèi)土體高于筒外土體，土塞的形成會影響基礎(chǔ)進一步沉放安裝；對于無分艙筒型基礎(chǔ)，基礎(chǔ)負壓下沉過程中

3、，筒周圍土體中形成由筒外流向筒內(nèi)的滲流場，在豎直方向上，筒內(nèi)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(chǔ)，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(nèi)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(chǔ)和不同分艙尺寸的多分艙筒型基礎(chǔ)的二維模型，揭示了基礎(chǔ)負壓下沉和調(diào)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(xiàn)多分艙筒型基礎(chǔ)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(chǔ)大體一致，邊艙內(nèi)水頭等勢線較中間艙密，邊艙內(nèi)的滲流力和滲流梯度大于中間艙內(nèi)滲流梯度，邊艙內(nèi)更易形成穩(wěn)定滲流，且不受分艙尺寸大小的影響。
　　（3）對于多分艙筒型基礎(chǔ)的調(diào)平試驗和調(diào)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(nèi)部土體除邊艙底端不形成滲