砂土地基中桶基竖向动力特性研究

摘要

海上风电作为清洁能源受到国内外越来越多的关注,风机在正常运行期间自振特性的精确研究是保障风机在正常使用期间安全运行的关键,风机自振特性在很大程度上由风机基础决定.大直径吸力桶式基础作为一种环境友好型基础,应用前景广泛.对于三脚架及四脚导管架基础支撑的海上风机,吸力桶基础通过反向的竖向反力抵抗动力弯矩,因此有必要研究桶基的竖向动力特性.本文通过数值分析和模型试验研究了砂土中不同比尺的桶基在不同荷载水平、激振频率下振动特性的演化规律.通过模态分析频域方法得到了桶基振动模态的频率响应曲线及相干函数等;并确定了桶基振动模态参数,包括共振频率、阻尼比、基础刚度等.试验结果与基于土体剪切模量随应变弱化的非线性动力数值模型和土体线弹性数值模型进行了对比分析.本文结果有助于进一步理解海上风电多脚桶基的动力振动特性.