导管支架和单桩相结合的新型复合风电基础研究

摘要

风能已经成为世界上发展最快的绿色能源,它作为一种清洁永续的新能源,使风力发电成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分,同时也受到了我国政府的高度重视。近年来,风电的开发逐渐的从陆上向海上发展,因此,近海风电技术越来越多的受到人们的关注。现今,海上风电不断向更深的海域和多MW级发展,这同时也对海上风机基础型式提出了更高的要求。
　　本论文在研究目前海上风机基础型式的前提下,对目前应用较多的单桩基础和导管架基础进行组合,提出一种新型的风机基础形式一一导管支架和单桩相结合的新型复合风电基础,并对其受力性能进行分析,研究其可行性。
　　本论文的研究工作主要包括如下几个方面:
　　(1)在分析不同海上风电支撑结构的基础上,结合目前应用较多的单桩和导管支架基础的优缺点,提出导管支架和单桩相结合的新型复合风电基础型式。
　　(2)利用大型通用有限元软件ABAQUS,以3MW风机基础为研究对象,创建有限元模型,模拟单桩基础和新型复合风电基础的受力,分别在粉砂和粉质粘土两种土质情况下,分析此新型复合基础的受力,并以导管支架三根结构桩的直径及入土深度为变量,研究单桩的应力及水平度的变化情况。计算结果表明:随着结构桩直径或入土深度的增加,导管支架上部单桩应力基本保持不变,而单桩与泥面接触处应力和单桩水平度明显减小;其中,结构桩的入土深度增加时,用钢量的增幅较小,而单桩与泥面接触处应力和单桩水平度的减幅较大,这为以后结构的优化设计提供重要参考。
　　(3)对具体的工程实例,拟用单桩基础和新型复合风电基础做有限元分析,在己知地质参数和荷载的基础上,根据以往的工程经验和构造要求,选取模型的基本尺寸,对新型复合风电基础和单桩基础在荷载的作用下,对应力、位移、以及其周围受荷土层的受力情况进行对比分析,进一步研究新型复合风电基础的受力性能,为以后的进一步分析奠定基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

第二章 理论基础

第三章 有限元分析

第四章 工程实例

第五章 结论与展望

发表论文和参加科研性况说明

参考文献

致谢