【摘 要】
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近年来近海风能的开发和利用愈加受到重视。然而,我国近海区域土体多为饱和的砂土及软黏土,饱和粉细砂层土质较差,在震动下极易出现液化现象。海上风电基础安装完成后,在地基中产生附加应力,会抑制饱和粉细砂地震液化,但这种负载作用下饱和粉细砂抗液化性能提升的机理与规律还不明确。因此本文依托海上风电基础工程,基于摩尔库伦理论,应用FLAC3D有限差分软件建立了Finn三维弹塑性数值计算模型。用Seed有效应力
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近年来近海风能的开发和利用愈加受到重视。然而,我国近海区域土体多为饱和的砂土及软黏土,饱和粉细砂层土质较差,在震动下极易出现液化现象。海上风电基础安装完成后,在地基中产生附加应力,会抑制饱和粉细砂地震液化,但这种负载作用下饱和粉细砂抗液化性能提升的机理与规律还不明确。因此本文依托海上风电基础工程,基于摩尔库伦理论,应用FLAC3D有限差分软件建立了Finn三维弹塑性数值计算模型。用Seed有效应力法对不同负载条件下的砂土液化进行判别,对负载抑制饱和粉细砂地震液化的机理以及规律进行研究。本文主要研究内容如下:(1)对砂土自由场条件、0.3倍基础重量、0.6倍基础重量和1倍基础重量负载作用下的饱和粉细砂地基分别建模,选取合适的土体参数、流体参数及液化参数,对模型进行静力平衡阶段的验证。动力分析阶段在模型底部施加滤波完成后的ElCentro地震波,以负载作用中轴线为基准设置不同距离与深度的监测点,获得土体不同位置处超孔压比与超孔隙水压力随地震波发展的时程曲线。通过超孔压比对砂土液化进行判别。(2)分析各工况下土体内部超孔压比与超孔隙水压力发展规律,获取各工况下土体中超孔隙水压力峰值与液化时刻,得出负载在地震作用下对饱和粉细砂抗液化性能提升的机理与规律。随着上部负载的增大,粉细砂地基到达液化的时间会延后甚至不发生液化,表明负载会对饱和粉细砂液化起抑制作用。负载在其下部土体中产生附加应力,且附加应力的作用效果从浅到深逐渐减弱。负载会加速粉细砂的固结,并提供初始竖向压力,增加粒间摩擦力,增加粉细砂的抗剪强度从而起到抑制液化的作用。(3)总结不同工况下土体在El-Centro地震波作用下超孔压比与超孔隙水压力的发展规律,探究负载与粉细砂超孔压比之间的关系。以最能反应砂土抗液化性能的超孔压比作为基准量,建立可以量化负载对饱和粉细砂抗液化性能提升程度的关系式。可用来判别相关基础建筑下部土体在地震作用下是否有发生液化的风险,对实际工程有较大实际意义。
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