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海上风机部分埋入群桩水平–摇摆振动与结构共振分析被引量：22: 2014年; 对于海上风机部分埋入群桩基础,风机结构的高度将导致基础承受较大的倾覆力矩,因而在风机振动分析中需要考虑到基础的摇摆特性。为避免发生共振,风机结构第一阶自振频率应避开风轮转动频率(1P频率)和叶片通过频率(3P或2P频率)。目前关于风机结构动力特性的研究常常以底部刚性固定为假定,忽略了地基基础的影响,因而可能带来误差。结合既有研究成果,推导简化解析方法研究了部分埋入群桩基础的水平–摇摆耦合振动特性以及基础阻抗对风机结构共振特性的影响。首先,推导了采用动力Winkler地基模型的部分埋入群桩基础水平–摇摆动力阻抗,与精确解进行对比,验证了方法的正确性;其次,考虑基础阻抗的作用,推导了风机结构水平–摇摆振动方程;最后,通过简化方法和频域有限元方法对不同地基条件下某风机结构的共振特性及基础阻抗进行了计算和对比,研究了基础阻抗对结构共振特性的影响,并验证了简化方法的正确性。; 黄茂松钟锐; 关键词：风机群桩阻抗 WINKLER模型

基于应变路径法的黏土中水平受荷桩p–y曲线被引量：29: 2015年; 水平桩的p–y曲线大多是基于试验数据(A P I规范,双曲线),旨在从理论出发推导桩侧土体的p–y曲线。首先,推导了与上限解等价的分步弹性加载理论,并结合刚性圆盘在环状弹性介质中受水平力作用下的弹性力学解以研究桩身水平位移和桩周平均剪应变间的关系;再应用该平均剪应变和土体的双曲线应力应变关系建立联系以得到桩周土体在加载过程中的平均屈服应力即已发挥的土体强度;以此确立二维情况下桩身位移和桩周土反力的关系即p–y骨干曲线。再进一步根据三维的桩侧初始地基模量和桩侧极限承载力,将其推广至三维。该p–y曲线的优点在于可以考虑土体应力应变关系、桩身刚度和长细比对p–y曲线的影响。最后,将本文p–y曲线和传统p–y曲线分别与工程实例以及有限元结果进行对比,并指出传统p–y曲线的不足及恰当的使用范围。; 黄茂松俞剑张陈蓉; 关键词：水平受荷桩软黏土应力应变关系

海上风电桩基水平承载力循环衰减二维简化分析被引量：6: 2012年; 海上风电的桩基在长期循环荷载作用下会引起承载力的衰减。针对软黏土中水平受荷单桩,通过引入累积塑性应变以考虑土体不排水强度的循环弱化,建立二维有限元数值模拟和简化p-y曲线简化方法,以分析水平循环荷载作用后单桩桩侧侧向抗力的衰减弱化。在小数目循环荷载下简化方法与有限元计算结果比较吻合,在此基础上,采用二维简化分析方法得到长期大数目循环荷载下桩侧水平抗力的衰减规律,发现如荷载幅值与初始极限抗力的比值小于土体灵敏度的倒数,单桩在长期水平循环荷载作用下承载力虽有所衰减,但桩基趋于稳定,不会发生破坏。; 夏华盛张陈蓉俞剑黄茂松; 关键词：单桩水平循环荷载强度弱化有限元分析

考虑砂土密实度影响的单桩竖向循环加载模型试验被引量：5: 2016年; 采用自主设计的长期循环加载装置,进行了不同密实度砂土中单桩竖向循环加载模型试验,考虑砂土密实度的影响,建立了循环累积位移预测模型,并对其适用范围进行了探讨。试验结果回归分析表明,第1次循环累积位移与循环荷载比呈指数函数模型变化,模型参数与砂土密实度有关。在一定循环累积位移速率范围内,桩顶循环累积位移与循环次数幂函数模型的预测值与实测值吻合较好,但循环累积位移速率受砂土密实度的影响,因此,应对桩顶循环累积位移的发展规律进行分区,以考虑砂土密实度的影响。; 张勋黄茂松刘莹; 关键词：单桩模型试验

基于非线性运动硬化模型的饱和黏土桩基础竖向循环弱化数值分析被引量：11: 2014年; 针对饱和黏土的循环弱化特性,在商用有限元软件的基础上,建立了基于非线性运动硬化准则的饱和黏土循环弱化模型,在各向同性的硬化准则中引入了以等效塑性变形为变量的弱化规律,采用非线性运动硬化准则描述土体的循环滞回特性,同时考虑土体刚度的弱化。通过与饱和黏土单向循环三轴试验结果对比,验证了该模型的有效性。应用本模型,对竖向循环荷载作用下的单桩进行了二维有限元数值模拟,研究了不同循环荷载水平、不同循环次数、在不同土体刚度指数的地基中单桩竖向承载力的弱化情况。最后通过对有关文献模型试验的模拟对比验证了该数值方法的有效性。; 黄茂松刘莹; 关键词：饱和黏土桩基础有限单元法

黏土中两种不同直径单桩水平循环加载模型试验与分析被引量：18: 2016年; 为探讨海上风机在风、浪等水平往复循环荷载下大直径单桩基础的循环弱化特性,设计了稳定输出长期循环荷载的机械加载装置,开展了软黏土中长期水平循环荷载下海上风电大直径单桩基础和传统长桩基础的模型试验对比研究。根据API给出的骨干曲线和Masing二倍准则构建循环荷载下的p-y(荷载-位移)曲线,并借鉴前人工作,采用累积塑性应变描述软黏土的不排水抗剪强度弱化,提出了分析大周数水平循环荷载下单桩基础循环弱化的理论方法。该方法将循环荷载次数、幅值等外界条件与桩周土体的循环弱化特性建立联系,以适应海洋环境复杂多变的水平循环荷载形式。通过模型试验和理论研究认为,大直径单桩基础因刚度较大,在同样的水平力循环荷载条件下,其抵抗循环荷载的能力明显优于传统长桩。在海上风机大直径单桩的设计中采用基于黏土残余强度的循环后稳定水平承载力更为合理。; 俞剑黄茂松张陈蓉; 关键词：循环荷载海上风机模型试验

海上风电桩基础竖向承载力循环弱化简化分析被引量：6: 2013年; 提出了一个考虑循环衰减作用的软黏土弹塑性损伤弱化模型,在此模型基础上建立了一个基于剪切位移法的单桩竖向承载力简化计算方法,并利用大型有限元软件进行了不同循环荷载水平下单桩竖向承载力的计算。为了证明简化方法的准确性与有效性,将计算结果与有限元计算结果进行对比,二者的吻合度较高。先期循环荷载能引起单桩竖向承载力弱化,并且弱化程度随先期循环荷载水平的增加而增加。最后将简化方法应用于某海上风电场桩基础承载力的计算中,结果表明,提出的简化方法可应用于实际工程问题的分析。; 刘莹黄茂松李帅; 关键词：单桩竖向承载力

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国家教育部博士点基金(20110072110008)