波流联合作用下钢管桩基础动态响应试验研究

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本课题以江苏省自然科学基金项目为依托,以上海东海大桥100MW海上风电示范项目为工程背景,研究水上高承台桩基础在承台完成前钢管桩所受波流联合作用的动态响应。本文主要工作和结论如下:   总结了目前比较被认同的波浪力理论,推导了随机波浪力的数值解法公式,分析了桩柱所受波浪力的受力机理和桩土共同作用下的波浪力受力机理,编制了计算单桩所受波浪力的Matlab程序。   设计并完成了波流联合作用下钢管桩动态响应试验,试验内容为单桩和多种组合形式的群桩在多种波流组合下的动态响应情况。包括:1、单桩试验,对不同雷诺数范围内不同刚度钢管桩在均匀流场、波浪、波流联合作用下的动态响应进行研究。2、群桩试验,对钢管桩不同布置形式下(多种桩径和桩距)在均匀流场、波浪、波流联合作用下的动态响应进行研究。   通过对沿桩身截面的动应变测定,推算得到弯矩沿桩身分布情况,并对均匀流、波浪及波流联合作用下单桩的受力进行了测定。给出了单桩及不同布置形式下群桩在均匀流场、波浪和波流联合作用下的桩身弯矩分布及作用在桩上正向力和横向力。   通过对上海东海大桥100MW海上风电示范项目工程桩的测试结果分析,得到实际工程中的桩基在波流作用下的动态响应。实测得到四根钢管桩在波浪力作用下的自振频率,桩身加速度反应曲线以及相应峰值、均值。通过对测得的加速度进行2次积分,得到桩顶位移值。
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