一种海上风电吸力桩基础PY曲线计算方法技术

本发明专利技术涉及一种海上风电吸力桩基础PY曲线计算方法。该方法包括：步骤S1、确定土壤强度和刚度参数；步骤S2、采用有限元分析软件建立吸力桩模型，对模型施加规定水平位移，建立并提取土抗力数值；步骤S3、对位移、土抗力数值结果作归一化处理，使用tanh函数拟合数据；步骤S4、建立一种可用于评价任意几何形状吸力桩与土强度的土壤响应的数学模型。本发明专利技术提出了一种吸力桩P

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电吸力桩基础PY曲线计算方法


[0001]本专利技术涉及吸力桩基础施工
，特别涉及一种海上风电吸力桩基础PY曲线计算方法。

技术介绍

[0002]吸力基础是一种倒置的筒形结构，又称吸力桩，通常由钢材制造，适用于海床覆盖层浅、水域深、涌浪大、台风频发的复杂海域环境。与其他海上油气设施基础相比，吸力桩在性能上具有如下优点：1、便于安装与运输；2、施工周期短；3、施工噪音小；4、可重复利用。被广泛作为系泊海洋浮动式结构、海上油气平台的基础。
[0003]目前常用的单桩基础水平受荷分析方法主要有m法和P
‑
Y曲线法。m法是一种弹性地基反力法，该方法假设土体弹簧为线弹性，不能反映桩
‑
土非线性作用，对于桩基大变形情况下适用性较差。P
‑
Y曲线法是指在水平荷载作用下，泥面下某一深度处的土体水平反力与该点桩的挠度之间的关系曲线，是一种可考虑土体非线性效应的复合地基反力法，能够很好地反映桩土共同作用的变形特性，在描述桩土相互作用的非线性方面较m法更为合理，目前被广泛应用于单桩基础水平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电吸力桩基础PY曲线计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、确定土壤强度和刚度参数；步骤S2、采用有限元分析软件建立吸力桩模型，对吸力桩模型施加预定水平位移，建立并提取土抗力数值；步骤S3、对位移、土抗力数值结果作归一化处理，使用tanh函数拟合数据；步骤S4、建立一种可用于评价任意几何形状吸力桩与土强度的土壤响应的数学模型。2.根据权利要求1所述的一种海上风电吸力桩基础PY曲线计算方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：确定土壤强度和刚度参数，所述参数包括：内摩擦角泊松比v、割线模量E
50
、卸载
‑
再加载模量E
oed
、固结试验的切线模量E
ur
、初始剪切模量G0、剪切应变阈值γ
0.7
、静止侧应力系数K0；
①
内摩擦角为：为：其中，为角度偏差，取1～2
°
；Q为抗剪强度参数；I
D
为相对密度；为临界内摩擦角；p
′
为平均法向应力；
②
泊松比υ为：
③
割线模量E
50
、卸载
‑
再加载模量E
oed
与固结试验的切线模量E
ur
分别为：分别为：E
ur
＝3E
50
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)其中，m为应力相关幂指数；σ
′
为基准压力；σ
a
为大气压力；
④
初始剪切模量G0、剪切应变阈值γ
0.7
与静止侧应力系数K0分别为：分别为：分别为：其中，e为孔隙比；c
′
为有效黏聚力；σ
′1为有效竖向应力，为有效内摩擦角。3.根据权利要求1所述的一种海上风电吸力桩基础PY曲线计算方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：步骤S21、使用有限元分析软件构建多个不同尺寸的吸力桩模型，并设置边界条件与网格划分；步骤S22、对吸力桩模型施加预定水平位移；
步骤S23、提取并集成应力：利用沿吸力桩模型周边作用的正应力σ
N
与剪应力τ1计算基础裙面受到的土抗力；吸力桩模型按深度分层，每层分为不同区域，求出这些区域的平均应力，乘以面积，得到作用在特定区域上的力；给定层的土壤反力p为该层中所有区域的平均力之和除以该层的高度。4.根据权利要求3所述的一种海上风电吸力桩基础PY曲线计算方法，其特征在于，所述步骤S21具体为：吸力桩底部由于几何形状突变，将产生应力集中；引入在垂直和水平方向上均有扩展的扩展界面...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋启明，刘蔚，蔡天清，陈志冰，
申请(专利权)人：福建永福电力设计股份有限公司，
类型：发明
国别省市：