海上风电筒型基础结构一体化施工安装研究

【摘要】：本文以江苏省启东市道达海上风电公司海上风电项目为工程背景,通过对海上风电筒型基础结构一体化施工安装过程中各个施工过程的研究,并将各个施工过程有机的结合起来,从而形成了一整套的海上风电筒型基础结构一体化施工安装技术。文章中针对不同的施工过程分别采用了理论分析、数值模拟和试验分析等分析方法,并结合工程实例对海上风电筒型基础结构一体化安装施工技术进行了应用。 用有限元软件模拟了筒型基础结构高压气举破土结合负压的下沉过程,为了有效模拟土体对筒型基础承载力的影响,在考虑流固耦合的情况下,对土体采用Mohr-Coulomb模型,重点分析了下沉过程中土体强度区域的变化情况、土体局部破坏的规律以及筒型基础的应力变化情况。在筒内分舱的基础上提出了筒型基础精细调平技术,通过有限元软件的数值模拟,重点分析了调平过程中筒内分舱板的受力情况。通过室内电渗和负压试验,结合电渗和负压对土体的加固机理,得出筒内土体加固的最优方法,在有电渗处理和多电极的排布方式时的加固方法较为理想。用有限元软件对基础顶起的施工过程进行了数值模拟,对比各工况的有限元计算结果,得到土体的变化规律及相应的结论。 最后通过江苏启东道达海上风力发电项目的工程实例,详细地给出海上风电筒型基础结构一体化安装施工技术,及其整套的施工工艺流程、注意事项和施工过程中需要监测的数据等。并结合工程中取得的实际效果,对以后的施工研究给出相应的指导意见等。 本文的研究对海上风电筒型基础结构安装施工技术的应用及研究有着一定的指导意义。 【关键词】：筒型基础 一体化施工 数值模拟 负压下沉 调平 加固 顶升
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P752
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 概述9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 本文的主要研究内容及基本思路12-15
• 第二章 筒型基础高压气举破土与负压下沉相结合的下沉方法有限元分析15-38
• 2.1 原理介绍15-19
• 2.1.1 高压气举破土模型15-16
• 2.1.2 负压下沉模型16-19
• 2.2 土—筒基系统的有限元形式19-25
• 2.2.1 土体的有限元形式19-22
• 2.2.2 筒基的有限元形式22-24
• 2.2.3 土—筒基系统的数值模型24-25
• 2.3 下沉过程的有限元模拟25-37
• 2.3.1 模型基本参数25-26
• 2.3.2 计算条件26-27
• 2.3.3 下沉过程的有限元模拟27-37
• 2.3.3.1 工况一有限元计算结果27-29
• 2.3.3.2 工况二有限元计算结果29-31
• 2.3.3.3 工况三有限元计算结果31-32
• 2.3.3.4 工况四有限元计算结果32-34
• 2.3.3.5 计算结果分析34-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 筒型基础结构调平精细控制技术研究38-48
• 3.1 拖航及筒内分舱技术介绍38-40
• 3.2 精细调平技术原理40-41
• 3.3 调平精细控制的数模模拟41-42
• 3.4 筒型基础精细调平有限元分析42-47
• 3.4.1 调平过程的有限元模型42-43
• 3.4.2 有限元模型的计算结果分析43-47
• 3.4.2.1 土体应力及位移变化情况分析43-44
• 3.4.2.2 筒型基础及筒内分舱板的受力情况分析44-45
• 3.4.2.3 调平精度分析45-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 筒内土体的加固试验研究48-55
• 4.1 电渗加固法机理48-49
• 4.2 负压加固法机理49
• 4.3 筒内土体加固试验研究49-53
• 4.3.1 试验设备和试验装置50
• 4.3.3 试验方案50-51
• 4.3.4 试验结果分析51-53
• 4.3.5 试验结论53
• 4.4 本章小结53-55
• 第五章 筒型基础结构回收技术研究55-60
• 5.1 筒型基础回收技术理论介绍55
• 5.2 顶起的施工过程的有限元模拟55-56
• 5.3 各工况的有限元计算结果分析56-59
• 5.3.1 土体应力变化分析56-58
• 5.3.2 土体塑性区变化分析58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第六章 筒型基础结构一体化施工安装技术的应用研究60-68
• 6.1 工程概况60-61
• 6.2 现场安装施工工艺流程及注意事项61-67
• 6.2.1 基础现场下沉及顶升施工工艺61-65
• 6.2.1.1 基础现场下沉、顶升施工工艺流程及注意事项61-63
• 6.2.1.2 基础现场下沉及顶升过程实录63-65
• 6.2.2 基础现场调平施工工艺65-67
• 6.2.2.1 注浆调平施工工艺流程及注意事项65-66
• 6.2.2.2 现场注浆调平实录66-67
• 6.3 本章小结67-68
• 第七章 结论和展望68-70
• 7.1 结论68-69
• 7.2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 发表论文和参加科研情况说明73-74
• 致谢74

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