船舶撞击近海风机群桩基础的离心模型试验

摘要

建立船舶撞击近海风机群桩基础的离心模拟系统.在饱和密砂中开展了4组2×2群桩的撞击试验,包括水平撞击和撞击点距承台中心4.5倍桩径的水平偏心撞击群桩基础试验以及水平撞击和水平偏心撞击装有上部风机的群桩基础试验.重点考察承台上部风机存在与否以及船舶撞击位置对船舶撞击力和群桩基础动力响应的影响.试验结果表明,风机与群桩基础之间存在明显动力相互作用.承台的振动带动风机发生水平摆动和扭转振动;风机分担和消耗一部分经船舶撞击传递给群桩基础的能量,导致在自由振动阶段承台的振幅快速衰减.撞击承台的位置对撞击力和群桩内力有明显影响.对比水平和水平偏心撞击群桩试验,虽然偏心撞击工况下的撞击速度比水平撞击工况下的大26%,但偏心撞击的撞击力峰值比水平撞击的小20%;在群桩受偏心撞击工况下各基桩桩头弯矩峰值相差最大达3.2倍.偏心撞击更易引发群桩破坏.