海上单桩基础风机土体阻尼校核与预测方法研究

摘要

对长期承受动荷载作用的海上风机而言，土体阻尼是影响其疲劳寿命的重要因素之一，不同学者对其考虑方式尚未统一，同时土体阻尼的输入和校核结果间存在一定差异．针对这一问题，本文以江苏黄海某风机工程项目为依托，在ABAQUS软件中建立单桩基础式海上风机有限元计算模型，设计了包含风机结构壁厚、基础埋深、结构密度及土体阻尼等因素的系列计算方案，采用自由振动分析对土体阻尼输入与校核间差异性进行系统研究，并设计正交试验采用极差分析方法进行各因素的影响权重分析，在此基础上基于多参数非线性回归分析提出了综合拟合公式，并给出相应土体校核阻尼预测方法．结果表明：风机土体阻尼校核结果远小于其输入值，仅为后者的2%～15%；校核阻尼与风机结构壁厚、结构密度呈正相关关系，与基础埋深呈负相关关系，但当基础埋深达到8倍桩径后，则基本不再影响校核结果；以上各因素并非线性独立，三者共同作用决定土体阻尼校核结果，其中结构壁厚影响最为显著，其次为结构密度，最后为基础埋深；本文提出的以结构壁厚与校核结果间幂函数为基础的拟合经验公式，其拟合精度良好，可有效模拟各因素与校核阻尼间的关系，同时可为同类型风机土体阻尼校核预测提供数学基础．

关键词

海上风机 / 单桩基础式 / 土体阻尼 / 校核阻尼