上硬下软地层中桩盘复合基础V-H承载特性

摘要

海上风机基础正常工作条件下要承受上部结构传递的水平荷载H、倾覆力矩M及竖向荷载V,单桩-摩擦盘复合基础(桩盘复合基础)结合了单桩基础和重力式基础的承载优势,是一种新型的海上风机基础形式.为研究桩盘复合基础在组合力下的承载特性,基于自行设计的V-H组合加载装置,完成一系列桩盘复合基础室内载荷模型实验,获得了上硬下软地层中V-H共同作用时桩盘复合基础的水平荷载-位移曲线及桩身弯矩分布.经无量纲化处理和拟合,得到组合力下桩盘复合基础承载力包络线及计算公式.之后在模型试验的基础上建立多组数值模型,并通过数值模拟对桩盘复合基础的组合受力特性进行参数分析.结果表明:桩盘复合基础在上硬下软地层中V-H荷载空间的承载特性明显优于单桩基础;V-H组合作用时,预先施加的V在达到(0.5～0.6)Vu时,其对基础的水平及弯矩承载力提高作用最明显.实际工程中,可根据海上风机受力特点与破坏包络线的关系进行基础设计,由本研究拟合得到的承载力计算公式可评估桩盘复合基础的承载能力.