非线性波浪荷载作用下海上风机管桩基础周围海床液化研究*

于秀霞 李 欣 凌贤长 刘俊伟

(①青岛理工大学， 青岛 266000， 中国)

(②青建集团股份公司， 青岛 266000， 中国)

0 引 言

随着经济的高速发展，对于能源的需求逐渐增多，人类面临的问题也日益增多，如环境污染、资源短缺、人口膨胀等。海洋环境中拥有大量的可利用资源，对海洋能源的开采是目前海洋学者研究的重要方向，学者们对海洋资源的开发展开了不同的研究(陈林平等， 2020； 邓检良等， 2020； 李守定等， 2020； 刘晓磊等， 2020)，目前超过六成的海上风电基础采用单桩基础的型式(王国粹等， 2011)。海上风力机单桩基础可能会受到强非线性甚至破浪的破坏，波浪荷载作用下，单桩基础附近的土体可能发生液化，进而加剧海上风力机的振动。因此，了解这些机理并准确预测它们对单桩基础的影响在工程设计中尤为重要。

国内外的大量学者针对波浪-海床-结构物相互作用的课题进行了大量的研究，取得了众多的成果(Sumer et al.，2012； Zhang et al.，2012， 2013； Sumer， 2014； 段伦良等， 2017， 2018； Jeng， 2018)。以往研究大多针对坐落式结构物，对单桩周围海床动力响应问题研究较少。波浪运动到大直径单桩基础附近时会产生反射和绕射现象，但Li et al. (2011)采用有限元软件ABAQUS建立单桩模型得到单桩周围海床中孔隙水压力的变化规律没有考虑波浪与单桩的相互作用。Chang et al.(2014)建立三维数值模型模拟东海风机群桩基础(8个桩基基础)，考虑了桩与波浪的相互作用，该数值模型能够有效地反映桩前波浪的反射和绕射，对群桩基础周围海床动力响应进行研究。Sui et al. (2016)采用全动力模型建立三维数值模型，研究单桩周围海床的动力响应与土壤位移，研究表明，波浪的反射和绕射对海床的动力响应具有不可忽略的影响。……