随着能源结构的转变,清洁能源在国家战略中的地位越发重要,特别是取之不尽,用之不竭且适宜大面积开发的风能。近年来,陆上风电有了长足的发展,重力式梁板基础在陆上风电领域的应用也已经较为成熟,但其施工周期长,混凝土质量难以保障。本文的研究对象为一种采用预制装配技术的新型陆上风机基础,通过大比尺模型试验和数模分析,对该基础的抗倾覆性能、受力特征及预应力体系优化等问题进行了研究。主要内容包括:(1)基于模型试验,研究预制装配式基础在V-H-M分级荷载下的抗倾覆性能,明晰了基础位移及转角随荷载等级变化的规律,并将极端荷载工况下的结果与规范进行了对比,阐述了基底脱开区的扩展规律。试验结果表明基础在1.0V+1.0 H+1.0 M的荷载组合作用下满足倾斜度小于3‰的设计规定,在1.0 V+1.5H+1.5 M荷载组合工况下,基础结构平均倾斜度为3.61‰,在1.35 F级荷载等级下基础脱开率小于25%,基础处于安全范围内。对基础结构的受力特征进行了分析,揭示了肋梁混凝土、钢筋与底板混凝土、钢筋的应力变化特征,指明预制装配式基础所能承受的极限荷载水平。(2)采用有限元软件ABAQUS对缩尺模型进行了数值模拟,将结果与模型试验进行对比验证分析,并对预制装配式风机基础肋梁结构进行优化设计,包括预应力筋的布置形式、预应力大小、肋梁数目,对比了基础的应力与位移响应,指出了最佳的预应力体系特征,为预制装配式风机基础的研究及应用提供了参考。经过有限元优化得出肋梁数目为8根,预应力筋沿基础高度等间距布置三层,单根预应力为1600 MPa时为最优布置方案。