桩-筒组合基础水平受荷性能数值模拟研究

何 奔，姜贞强，王晓强，潘晓东，袁宗浩，史 吏

(1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311100；2.浙江工业大学 土木工程学院， 浙江 杭州 310023)

海洋风机的基础形式众多，水深30 m以内的近海海域多采用重力浅基础、吸力筒基础或单桩基础[1]。为进一步增强基础的水平承载性能，近年来工程界提出了一种新型基础形式——大直径单桩-筒体组合基础。p—y曲线是公认的描述风机桩基础非线性水平变形(y)和水平承载力(p)的有效分析方法，p—y曲线法最早由Matlock[2]依据黏土中小直径短桩的水平受荷模型试验提出。近年来，不少专家学者利用单元体试验[3]、数值模拟[4-5]和模型试验[6-7]等多种手段，对不同土体和结构参数影响下的风机基础p—y曲线进行了研究。在大直径单桩方面，孙冬梅[4]和何奔[5]通过数值模拟发现现有p—y曲线并不能直接适用于大直径单桩，并结合模型试验提出了适用于软黏土中大直径单桩的修正p—y曲线；朱斌等[6]和黄茂松等[8]对大直径单桩在静力和循环荷载下的p—y曲线进行研究，并对美国石油协会(API)规范推荐p—y曲线进行修正[9]。在桩-筒组合基础研究方面，刘润等[10]分析了单桩和筒体各部分对桩-筒组合基础竖向和水平承载能力的贡献；吕阳等[11]利用ALE(任意拉格朗日-欧拉法)技术研究了黏土中吸力筒沉贯过程中的大变形问题，分析了沉贯阻力和土塞高度等问题；通过模型试验；Andersen等[12]发现增大吸力筒基础埋深，能提高吸力筒的水平抗倾覆能力；黄周泉等[13]分析了竖向荷载作用下桩-筒组合基础桩外侧摩阻力、土压力及桩身轴力的分布规律，得到了筒体加固对桩-筒组合基础竖向承载力的提升程度；……