《近海吸力式桶形基礎長期循環效應及控制》是依託浙江大學，由朱斌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：近海吸力式桶形基礎長期循環效應及控制
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：朱斌
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
吸力式桶形基礎是海上油氣開發平台和風電機組的一種重要基礎型式。在周期風、浪產生的複合循環荷載作用下，吸力式桶形基礎的循環累積變形以及承載力和剛度變化等長期循環效應是需解決的關鍵科學問題。.本項目依託國家重大需求，首先採用土體排水循環三軸試驗和土結界面長期循環直剪試驗獲得土單元體和土結界面的長期循環特性，然後通過吸力式桶形基礎的三向複合單調載入大比例模型試驗建立桶土相互作用模型及相應的承載力分析方法；在此基礎上，開展吸力式桶形基礎的長期循環載入大比例模型試驗，結合相應的三維數值分析方法，深入揭示桶基長期循環累積變形發展及承載力和剛度變化的機理，建立相應的長期循環效應量化分析模型和評價方法，提出有效的控制措施。研究成果將豐富和發展吸力式桶形基礎的分析理論和設計方法，為我國近海油氣和風電戰略開發提供重要的科學和技術支撐。
結題摘要
吸力式桶形基礎是海上油氣開發平台和風電機組的一種重要基礎型式。該項目針對周期性風、浪產生的三向複合荷載作用下吸力式桶形基礎長期循環效應問題，取得主要進展如下： （1）獲得了水平循環荷載下吸力式桶形基礎被動區土體的應力路徑，針對性開展了黃海典型粉質砂土和南海典型軟土的三軸循環剪下試驗，提出了表征砂土循環剪下過程緻密化效應的累積變形顯式計算模型，通過循環弱化因子詮釋了軟土循環剪下過程中的應變軟化與桶周土水平抗力割線模量的內在關聯，為海洋基礎長期循環累積變形數值分析提供必要的土體模型。 （2）針對近海風機基礎嚴格的變形控制難題，建立了砂性土地基硬化型水平抗力模型，突破了傳統模型“屈服型”的假定；在此基礎上，提出了吸力式單桶基礎基於變形控制的三向複合承載力解析解，彌補了目前極限承載力分析模型難以進行基礎變形分析的問題；揭示了砂土中桶形基礎循環累積變形與循環次數的雙對數線性關係，建議了軟粘土中桶基割線循環弱化因子，提出了基礎循環累積變形評估方法和控制準則。 （3）提出了砂土和軟土中多桶基礎中單桶在不同破壞模式下抗拔承載力的計算公式，提出了考慮桶基貫入過程土體大變形和應變軟化的受力變形數值分析方法，揭示了多桶基礎傾覆承載力和剛度隨循環次數變化規律，提出了多桶基礎單調和循環傾覆承載力的計算公式。 （4）提出了輸電桿塔吸力式桶形基礎關鍵技術；研發了振動式吸力式桶形基礎調平裝置。共發表和錄用相關學術論文17篇（均標註該項目資助），其中在《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE》、《Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, ASCE》及《Canadian Geotechnical Journal》等國外本領域主流期刊上發表SCI收錄論文4篇、錄用2篇，發表EI收錄論文8篇。授權國家發明專利3項，獲高等學校科學技術進步二等獎。項目負責人受邀參編國家標準《海上風力發電場設計規範》，是地基基礎部分唯一來自高校的參編人；受邀參編國家行業標準《海中架空輸電線路設計技術規程》；該項目研究成果為兩部標準提供了重要理論和方法支撐。成功舉辦“第一屆海洋岩土工程青年論壇”，多次受邀做國際/國內學術會議報告。
