[01923494]海洋环境中桩基冲刷深度及桩基承载力预测
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技术详细介绍
在复杂海洋环境中，局部冲刷是影响风机基础结构稳定性的关键因素，也是海洋流固土耦合力学的核心科学问题。现有的理论和相关模型仅针对波浪或海流单一荷载作用下的小直径桩基，难以对近岸复杂海洋环境中的大直径单桩基础局部冲刷进行合理分析和准确预测，也未能提供可以合理考虑冲刷效应的大直径单桩承载力预测模型。研究团队针对复杂波流环境荷载下大直径单桩基础稳定性所涉及的局部冲刷、基础承载力等关键流固土耦合力学问题，开展多场耦合物理模型试验和理论分析，取得的进展包括：（1）针对大直径单桩基础局部冲刷问题，探明了桩基前缘角区马蹄涡流场结构的时空演化特性，发现了波浪诱导海床内部渗流对桩基冲刷的影响机制及表征参数，提出了大直径单桩基础极限平衡冲刷新的主控无量纲参数，基于Kolmogorov湍流理论建立了单桩局部冲刷深度时变预测模型，推导获得了刻画冲刷发展的无量纲特征时间尺度参数。（2）在大直径单桩基础承载力分析方面，提出的破碎波荷载普适性分解方法克服了传统分解方法对经验参数取值的依赖性，建立了冲刷条件下大直径单桩基础极端波浪荷载计算方法，提出了考虑冲刷形貌及卸载效应综合影响的单桩基础承载力分析方法。