山区风力发电机组地基—基础受力特性研究

摘要

随着不可再生能源的日益枯竭和环境污染日益加剧，大力发展新能源迫在眉睫，风力发电以其风能蕴量大、环境破坏小、装机速度快、投资回收期短等优点越来越受青睐，风力发电在中国及世界范围内得到了广泛的关注。近年来，随着科技及制造业的发展，风机的塔架高度及单机容量不断加大，使得风力发电机组的地基-基础受力越加复杂，加之风机基础设计理论不够成熟，导致了多起由于基础设计不合理而发生的风机倒塌事故，造成较大的经济损失。
　　鉴于以上情况，本文针对风机地基-基础受力做了以下研究工作:
　　(1)对风机基础设计理论及方法进行了阐述，针对一个工程实例，对其风机基础设计原方案进行了校核分析，提出了原设计方案的优点及不足之处。
　　(2)针对风机地基-基础受力研究进行了一系列的现场测试，包括:基底静土压力测试、基底动土压力测试、基侧静土压力测试、基础内部钢筋应力测试、地基沉降监测，得出了风力机在建设和运行过程中地基-基础受力随时间及荷载的变化规律。
　　(3)基于有限元模拟软件ABAQUS建立了三维有限元模型，针对风机在正常运行12m/s、14m/s风速的情况下进行了受力分析，得到了两种工况下的基底压力大小、基础内部钢筋应力及基础沉降值。对风机在极限荷载状况下运行进行了受力分析，得到了极限荷载状态下的土压力大小、基础内部钢筋应力及基础沉降值，评估了风机在极限荷载状态下的稳定性。
　　(4)对比了现场实测数据及有限元分析结果，分析了两者间的差别及产生的原因，对今后的进一步研究提出了展望。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 风机基础介绍

1．3 问题的提出及研究意义

1．4 风机地基-基础受力研究现状

1．4．1 国外研究现状

1．4．2 国内研究现状

1．5 本文主要研究内容

2 既有风机基础设计方案分析

2．1 前言

2．2 风机基础设计原理

2．2．1 风机基础结构

2．2．2 基底的接触应力

2．2．3 风机基础设计计算方法

2．3 工程概况

2．3．1 地形地貌

2．3．2 地层岩性

2．4 既有基础设计方案

2．4．1 荷载组合及大小

2．4．2 既有设计方案校核

2．5 本章小结

3 风机地基-基础受力现场测试及数据分析

3．1 前言

3．2 测试方案

3．2．1 静土压力测试

3．2．2 动土压力测试

3．2．3 钢筋应力测试

3．2．4 沉降观测

3．3 注意事项

3．4 实测数据分析

3．4．1 静土压力分析

3．4．2 基底动土压力分析

3．4．3 刚筋应力分析

3．4．4 基础沉降分析

3．5 本章小结

4 风机地基-基础受力有限元分析

4．1 ABAQUS软件介绍

4．2 ABAQUS的一些基本约定

4．3 风机风荷载的计算

4．4 ABAQUS有限元分析

4．4．1 有限元模型

4．4．2 有限元结果分析

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的科研情况

致谢