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海上风电伞式吸力锚基础承载性能研究 被引量:6
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作者 刘红军 王荃迪 +1 位作者 潘晨晨 常季青 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1339-1344,共6页
针对在海上风机基础应用过程中遇到的问题,提出了新型伞式吸力锚基础(USAF),结合其实际条件下的受力特点,采用大型通用有限元软件ABAQUS对其在垂向荷载V和弯矩荷载M以及V-M联合作用下的受力变形特点进行分析。分析中将位移作为失效破坏... 针对在海上风机基础应用过程中遇到的问题,提出了新型伞式吸力锚基础(USAF),结合其实际条件下的受力特点,采用大型通用有限元软件ABAQUS对其在垂向荷载V和弯矩荷载M以及V-M联合作用下的受力变形特点进行分析。分析中将位移作为失效破坏标准,采用位移加载法和固定位移比加载法分别进行单调加载和联合加载。结果表明锚枝、筒裙的增加可以一定程度的提高USAF的承载性能,其中锚枝的增加对承载性能提高的并不明显,筒裙对承载性能的提高较为明显;弯矩荷载作用下USAF具有刚性短桩的性质并且会发生旋转;在V-M联合加载作用下得到了USAF的破坏包络线以及包络线随USAF主筒长径比的变化规律。通过数值模拟得到了以上结论可以为USAF的推广和应用提供一定的参考。 展开更多
关键词 伞式吸力锚基础 弯矩荷载 垂向荷载 破坏包络线 ABAQUS
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近海风机伞式吸力锚基础水平承载三维上限解法 被引量:6
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作者 李洪江 刘红军 +2 位作者 于雅琼 宋文峰 王超 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S2期186-193,共8页
基于自主设计的新型伞式吸力锚基础,依据极限分析上限原理,从黏质海床土破坏机制出发,将破坏区分为对数螺旋滑动区、圆台破裂区、圆锥破裂区、锚枝下压区和挤压破坏区。并在此基础上,重点分析了各破坏区土体许可滑动状态和许可速度场,... 基于自主设计的新型伞式吸力锚基础,依据极限分析上限原理,从黏质海床土破坏机制出发,将破坏区分为对数螺旋滑动区、圆台破裂区、圆锥破裂区、锚枝下压区和挤压破坏区。并在此基础上,重点分析了各破坏区土体许可滑动状态和许可速度场,通过将土体应变速率与机动速度进行关联得到了土体内部塑性耗散功率和外力做功功率,提出了锚体水平极限承载力三维上限解法,并通过算例验证了上限解法的准确性。 展开更多
关键词 海床土 伞式吸力锚 水平 三维 上限解
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软黏土中伞式吸力锚基础水平承载有限元分析 被引量:5
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作者 刘红军 张浩 +1 位作者 李洪江 尹燕京 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3325-3331,共7页
伞式吸力锚基础(USAF)是传统吸力锚基础的改进型,其独特的结构型式在海洋岩土工程中具有更大的发展潜力。预先通过室内小尺度模型确定了USAF水平承载的位移控制标准,继而对软黏土中不同加载高度下USAF承载规律及地基土变形特性进行有限... 伞式吸力锚基础(USAF)是传统吸力锚基础的改进型,其独特的结构型式在海洋岩土工程中具有更大的发展潜力。预先通过室内小尺度模型确定了USAF水平承载的位移控制标准,继而对软黏土中不同加载高度下USAF承载规律及地基土变形特性进行有限元分析,并对波浪循环荷载作用下的海床土应力折减效应进行了阐述。结果表明:随水平荷载加载高度升高,USAF的转动中心上移,海床土的应力扩散深度加深。"锚枝"和"筒裙"的增加使主筒侧壁土抗力发生应力重分布,锚前上部和锚后底端土体为USAF承载力的核心控制区。黏质海床超静孔隙水压力的累积对USAF土抗力的发挥影响显著,进而降低整个结构的水平承载能力。上述研究成果对完善USAF在海洋岩土工程中的应用具有重要意义。 展开更多
关键词 伞式吸力锚基础 有限元 水平承载 土抗力 超静孔隙水压
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组合荷载作用下伞式吸力锚基础承载特性数值分析
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作者 刘灿 刘红军 +1 位作者 于鹏 冷浩 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2023年第5期73-82,共10页
针对用于海上风力发电机的伞式吸力锚基础(USAF)实际条件下的受力特点,采用数值模拟方法,基于大型通用有限元软件ABAQUS构建数值计算模型,对伞式吸力锚基础在H-V、H-T、V-T荷载平面内以及H-V-T非共面复合加载模式下的承载特性进行分析,... 针对用于海上风力发电机的伞式吸力锚基础(USAF)实际条件下的受力特点,采用数值模拟方法,基于大型通用有限元软件ABAQUS构建数值计算模型,对伞式吸力锚基础在H-V、H-T、V-T荷载平面内以及H-V-T非共面复合加载模式下的承载特性进行分析,进而推导其破坏包络面数学表达式。分析中采用固定位移比加载法进行复合加载,并将桶顶位移作为失效破坏标准。结果表明:(1)拟定的应力归一化复合加载破坏包络面椭圆曲线方程可以较好地模拟不同主筒长径比USAF在不同荷载空间内的破坏包络面形式;(2)H-T空间内USAF复合承载性能随主筒长径比(L/D)的增大而提高,而H-V、V-T空间内变化不明显;(3)绘制了H-V-T空间内USAF三维破坏包络面,可根据实际受荷状态与包络面之间的相对位置关系,评价实际工况下伞式吸力锚基础的稳定性。 展开更多
关键词 伞式吸力锚基础 海上风机 破坏包络面 ABAQUS 复合加载
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黄河三角洲海上风机新型吸力锚基础型式分析 被引量:14
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作者 刘红军 李洪江 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期71-76,共6页
海上风力发电是未来风电产业的主要趋势,黄河三角洲沿海滩涂地带风能蕴藏量丰富,多为风能富集型,具有很大的开发潜力。但水下黄河三角洲地域条件复杂,广泛发育着不稳定地形地貌,加上波浪荷载和风荷载的联合作用,极易引起海床土体侵蚀液... 海上风力发电是未来风电产业的主要趋势,黄河三角洲沿海滩涂地带风能蕴藏量丰富,多为风能富集型,具有很大的开发潜力。但水下黄河三角洲地域条件复杂,广泛发育着不稳定地形地貌,加上波浪荷载和风荷载的联合作用,极易引起海床土体侵蚀液化,直接影响海上风机基础的安全稳定性。在分析了现有海上风电风机基础的优缺点后,针对现有风机基础存在的弊端,提出了一种新型伞式吸力锚基础,并对其结构优势和安装方法做了说明,该新型吸力锚基础独特的结构设计在黄河三角洲地区风电开发中具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 海上风电 黄河三角洲 海床土 伞式吸力锚基础
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海上风电伞式吸力锚基础结构优化设计及承载优势分析 被引量:6
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作者 刘红军 王荃迪 唐慧玲 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期96-101,共6页
海上风电基础是制约海上风电发展的一个重要因素,大力发展经济与效用兼备的新型基础刻不容缓。本文基于新型的海上风电伞式吸力锚基础(USAF)的已有结构,借助大型通用有限元软件ABAQUS构建出一系列不同尺寸的伞式吸力锚基础(USAF)有限元... 海上风电基础是制约海上风电发展的一个重要因素,大力发展经济与效用兼备的新型基础刻不容缓。本文基于新型的海上风电伞式吸力锚基础(USAF)的已有结构,借助大型通用有限元软件ABAQUS构建出一系列不同尺寸的伞式吸力锚基础(USAF)有限元模型,并通过模态分析等动力分析得到最佳伞式吸力锚基础(USAF)结构尺寸,最后,将最佳伞式吸力锚基础(USAF)与常规单筒吸力锚基础在单一荷载下的极限承载力进行比较,证明了伞式吸力锚基础(USAF)具有良好的承载优势。 展开更多
关键词 伞式吸力锚基础(USAF) 结构优化设计 动力分析 承载优势分析 ABAQUS
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波致液化海床土中伞式吸力锚承载特性试验研究 被引量:1
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作者 张鹏 王荃迪 +2 位作者 刘红军 杨奇 张浩 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期131-136,共6页
伞式吸力锚作为一种新型海上风电基础,现已在数值模拟方面进行了大量的研究,但缺少相应的室内试验。本文对伞式吸力锚(USAF)水平静力承载特性和波致土体液化中伞式吸力锚承载特性进行了室内模型试验,并与无锚枝吸力锚(SAF)进行了对比试... 伞式吸力锚作为一种新型海上风电基础,现已在数值模拟方面进行了大量的研究,但缺少相应的室内试验。本文对伞式吸力锚(USAF)水平静力承载特性和波致土体液化中伞式吸力锚承载特性进行了室内模型试验,并与无锚枝吸力锚(SAF)进行了对比试验。研究发现,USAF的锚枝使得锚体转动中心升高,锚体承载性能得到提升;在波致液化海床土中,USAF的承载性能优于SAF,并且具有一定的防冲刷效果。 展开更多
关键词 伞式吸力锚基础(USAF) 海床液化 水平承载特性 水槽试验
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