宋英龙 谷泽雨 高 礼 李卫超,* 朱碧堂 杨 敏
(1.中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司,长沙 410007;2.同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;3.上海同济启明星科技发展有限公司,上海 200092;4.江西省地下空间技术开发工程研究中心,南昌 330013)
近年来,作为一种清洁、可再生能源,风能得到了快速且大规模的开发,其主要利用形式为通过风力发电机转变为电能。我国对风能的开发起步稍晚,但增长速度与规模远超其他国家或地区,如2017年广东省发展改革委发布的《广东省海上风电发展规划(2017—2030年)》(修编)中提出[1],至2030年广东省实现装机容量66.85 GW;而截至2016年,全球建成海上风电装机容量为14.38 GW,仅为我国广东省规划容量的21.5%。
作为高耸结构,风机支撑结构通常采用桩基础,具有结构柔、高度大等特征,如当前风机塔筒高度达150 m,塔筒通常为直径不超过10 m的空心圆锥形钢桶,塔筒顶部安装的风机叶片扫略面积约3.8万m2[2]。风机支撑结构在正常使用过程中主要受风导致的水平向荷载[3-4],由于风机支撑结构高度高、迎风面积大,因此在基础顶部产生较大的水平向剪力和倾覆弯矩。此外,由地震、爆炸、机器振动等导致的地基液化是风机及支撑结构安全运行的另一个不利因素[5]。地基液化是指饱和砂土或粉土在动荷载条件下出现强度骤减、表现出流态物质的现象,如地震荷载导致的一定条件下地基抗剪强度降低至零或喷砂冒水或侧扩流滑等。地基液化导致地基抗剪强度降低或……