[01347705]海上风机吸力桶循环弱化机理与稳定性研究

一、课题来源与背景 海上基础在工作中长期受到风、波和流等荷载的作用,引起土体应力历史改变和土性变化,极易诱发基础失稳。长期动力海况下基础稳定涉及渗流与土体冲刷,且浪流作用下的基础冲刷深度难预测,导致海工基础稳定性及冲刷弱化机理难辨识,无法形成合理的海工基础稳定性设计标准。本项目获青岛市科技计划立项。 二、技术原理与性能指标 本课题通过整理收集国内外最新研究成果及相关文献资料,完成调研;在调研基础上开展风、浪、流荷载基本特征的计算分析,获得各类荷载耦合作用形势特点;基于现有理论建立数值模型,分析并计算地基土体孔压、应力路径特点;设计并制作海上风电基础物理模型,完成仪器设备改造和调试,为物理模型试验开展奠定基础;开展了水平静力加载模型试验和波浪荷载加载模型试验,通过控制波浪荷载和桶基冲刷深度分析研究吸力式桶型基础在波浪和冲刷作用下的承载力特性以及桶周土体应力和孔压分布特征。 技术指标：土体应力路径分析、土体应力与孔压计算、桶基承载力分析。 三、技术的创造性与先进性 本课题组开展的海上风机吸力桶循环弱化机理与稳定性研究,填补了国内在冲刷和波浪作用下桶基承载力特性研究领域的空白。 四、技术的成熟程度,适用范围和安全性 在理论分析、数值模拟及模型试验结果的基础上,开发新型海上风机基础形式,授权国家发明专利8项,国家实用新型专利1项,发表/录用SCI论文6篇,国内科技核心论文1篇。本项目可为长期动力海况下涉及渗流与土体冲刷的海工基础,提供基础稳定性设计指导。 五、应用情况及存在的问题 本课题相关技术成功应用于渤海锦州93-3油田桶基基础的冲刷防护,自项目实施日至2017年底,该项技术方法贡献逾700万元的经济效益,为恶劣海况下海上工程基础施工的顺利完成提供了重要的指导作用,具有显著的经济与社会效益。