上海交通大学学报 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (6): 638-644.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.142
所属专题: 《上海交通大学学报》2021年12期专题汇总专辑; 《上海交通大学学报》2021年“土木建筑工程”专题
收稿日期:2020-05-21
出版日期:2021-06-28
发布日期:2021-06-30
通讯作者:
周香莲
E-mail:zhouxl@sjtu.edu.cn
作者简介:刘晨晨(1995-),男,安徽省合肥市人,硕士生,从事海洋土力学的研究
基金资助:
LIU Chenchen, ZHANG Qi, LI Mingguang, ZHOU Xianglian(
), LI Weijie
Received:2020-05-21
Online:2021-06-28
Published:2021-06-30
Contact:
ZHOU Xianglian
E-mail:zhouxl@sjtu.edu.cn
摘要:
海洋风机单桩基础会受到波浪荷载的循环作用,同时会面临地震荷载的威胁,因此,海洋单桩基础所处的环境较为复杂.然而,目前大多理论研究主要考虑波浪荷载或地震荷载作用下的桩基动力响应问题.本文采用有限元方法建立了波浪-地震-桩-海床耦合模型,数值分析方法基于Abaqus隐式动力分析.采用Morison方程模拟波浪对于桩基础的作用,海床采用Mohr-Coulomb弹塑性模型,桩为弹性介质,地震波通过加速度的形式添加在模型底部.主要研究埋置在海床中桩的动力响应问题,如:加速度、位移、弯矩以及剪力等.结果表明:地震荷载对于海上风机单桩基础具有重要影响.在地震荷载作用下,桩的加速度以及位移响应均有一定程度的放大.土体性质以及桩的参数对于海上风机单桩基础设计至关重要.
中图分类号:
刘晨晨, 张琪, 李明广, 周香莲, 黎蔚杰. 波浪与地震荷载共同作用下桩的动力响应[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(6): 638-644.
LIU Chenchen, ZHANG Qi, LI Mingguang, ZHOU Xianglian, LI Weijie. Dynamic Response of Pile at Waterwave Load and Seismic Load[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(6): 638-644.
| [1] | 刘宗贤, 李玉亭. 桩基础在阻尼与分层弹性地基场地土波动影响下的横向地震反应分析[J]. 地震工程与工程振动, 1994, 14(3):47-59. |
| LIU Zongxian, LI Yuting. The lateral seismic response analysis for the pile foundation under the influence of damping and layer elasto-foundation bed site soil wave motion[J]. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 1994, 14(3):47-59. | |
| [2] | KJØRLAUG R A, KAYNIA A M. Vertical earthquake response of megawatt-sized wind turbine with soil-structure interaction effects[J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2015, 44(13):2341-2358. |
| [3] | 吴小峰, 朱斌, 汪玉冰. 水平环境荷载与地震动联合作用下海上风机单桩基础动力响应模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(10):3937-3944. |
| WU Xiaofeng, ZHU Bin, WANG Yubing. Dynamic model test on monopile for offshore wind turbine under jointed lateral environmental load and seismic load[J]. Rock and Soil Mechanics, 2019, 40(10):3937-3944. | |
| [4] | LU J F, JENG D S. Dynamic response of a porous seabed and an offshore pile to linear water waves[C]// Proceedings of ASME Conference on ASME 2008 27th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, Estoril, Portugal: ASME, 2009: 615-622. |
| [5] |
SUI T T, ZHANG C, GUO Y K, et al. Three-dimensional numerical model for wave-induced seabed response around mono-pile[J]. Ships and Offshore Structures, 2016, 11(6):667-678.
doi: 10.1080/17445302.2015.1051312 URL |
| [6] | 李琪, 周文杰, 童建国, 等. 台风环境中典型海上风机结构的动力响应数值分析[J]. 中国海洋平台, 2019, 34(3):32-39. |
| LI Qi, ZHOU Wenjie, TONG Jianguo, et al. Numerical analysis on dynamic response of typical structure of offshore wind turbines under typhoon[J]. China Offshore Platform, 2019, 34(3):32-39. | |
| [7] |
MORISON J R, JOHNSON J W, SCHAAF S. The force exerted by surface waves on piles[J]. Journal of Petroleum Technology, 1950, 2(5):149-154.
doi: 10.2118/950149-G URL |
| [8] |
PEIRIS T P, THAMBIRATNAM D P, PERERA N, et al. Soil-pile interaction of pile embedded in deep-layered marine sediment under seismic excitation[J]. Structural Engineering International, 2014, 24(4):521-531.
doi: 10.2749/101686614X13854694314720 URL |
| [1] | 京炅琳, 许玉旺, 杨舟, 宋斌, 张萌萌, 任浩杰. 基于频域方法的漂浮式风力机水动力-气动力-控制耦合动力响应特性研究[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(3): 364-376. |
| [2] | 万志朋, 崔林, 郑东生. 波流作用下海床振荡与累积响应的半动态耦合模型[J]. 上海交通大学学报, 2026, 60(1): 142-153. |
| [3] | 贾志超, 刘明月, 郭琳. 内流作用下悬臂取水管动力响应特性研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2026, 13(1): 46-57. |
| [4] | 祝怡情, 吴锋, 周岱, 韩兆龙, 卓杨, 朱宏博, 张凯. 海洋风电场尾流荷载作用下水平轴风力机结构动力响应[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(8): 1081-1091. |
| [5] | 张强, 陈振华, 王文龙, 苏怀维, 迟德建. 炸点控制对钢筋混凝土T梁桥的毁伤特性数值模拟研究[J]. 空天防御, 2025, 8(5): 83-90. |
| [6] | 张磊, 封少雄, 谭昆, 郭涛, 宋成果, 初秀民, 苗洋. 基于船舶-流场运动耦合的内河航道设计方法[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(1): 89-98. |
| [7] | 余意. 一种海上风电场单桩基础的冲刷治理技术及施工[J]. 海洋工程装备与技术, 2025, 12(1): 94-99. |
| [8] | 陈易人, 姚靳羽, 李明轩, 张新曙. 带月池驳船式浮式风力机水动力性能[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(7): 965-982. |
| [9] | 冯忠居, 王伟, 张聪, 朱继新, 王逸然, 孟莹莹. 震陷土层变化下变截面单、群桩动力响应差异[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(7): 1086-1096. |
| [10] | 裴斐a, 林焰b. 波浪能转换器平台几何布局设计的数值研究[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2024, 29(5): 780-790. |
| [11] | 张健翔, 宋云峰, 逯 鹏. 新型海上风电超重单桩基础气囊助浮施工工艺[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(4): 117-124. |
| [12] | 郭小亮1, 张晓东2, 张铭明2, 唐 勇2, 崔文涛1, 陈 冲1. 单桩基础施工中步进式伸缩梁系统的设计及应用[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(3): 63-68. |
| [13] | 占玲玉, 何文君, 周岱, 韩兆龙, 朱宏博, 张凯, 涂佳黄. 基于BESO算法的高桩承台式水平轴风力机支撑结构优化[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(8): 939-947. |
| [14] | 樊长辉. 海上风机单桩基础沉桩施工作业要点概述[J]. 海洋工程装备与技术, 2023, 10(2): 1-7. |
| [15] | 曲晓奇, 李红涛, 唐广银, 杜海越, 杨林林. 海上浮式风力机动力响应分析与数值仿真关键技术研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2023, 10(2): 72-78. |
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