风浪流共同作用下海上风电基础与海床的动力响应分析

摘要：

我国近海风资源丰富,但由于海洋环境条件的复杂性,开发利用近海风资源的规模和效益受到很大的制约;而风、波浪和海流等作为近海主要环境荷载对近海风机的正常运行起到决定性作用.采用谐波叠加法模拟得到近海风电场的风荷载时程,利用Morison方程和非线性波浪理论推导了波浪荷载和波流荷载的计算公式,最后根据Turkstra准则将风浪流荷载进行叠加组合,建立风浪流荷载共同作用下海上风电基础与海床动力相互作用的三维有限元计算模型.基于此模型,针对不同荷载组合条件下风机塔筒的水平位移、鳖向应力以及基础的水平位移、桩身弯矩、桩身剪力等进行了动力分析,同时对风浪流荷载共同作用下桩基础周围海床的超孔隙水压力响应进行了计算分析,讨论了不同的荷载参数对海床超孔隙水压力的影响.结果表明:风荷载对风机塔筒顶端水平位移、塔底应力影响较大,波流荷载对风机基础顶端水平位移、桩身弯矩、桩身剪力影响较大,而波浪荷载则对海床孔隙水压力影响较大.可取最大风荷载和最大波流荷载叠加波浪荷载时程的组合为最不利组合方式.

关键词：海上风电基础、海床、共同作用、风浪流、荷载组合

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分类号：TU279.7+6(建筑设计)

资助基金：国家自然科学基金面上项目51778020;国家自然科学基金创新研究群体项目51421005

在线出版日期：2018-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：658-668