Категория: Исследования
Количество статей: 32
Создать статьюИсследование характеристик горизонтальной опоры однолопастных жестких спиральных свай для морской ветроэнергетики в глинистых грунтах
Преимущества винтовых свай
Преимущества винтовых свай заключаются в высокой скорости монтажа и превосходных несущих свойствах, и, являясь основой морской ветроэнергетики, они могут эффективно снизить затраты на строительство и способствовать широкомасштабному развитию морской ветроэнергетики.
Во время эксплуатации ветряных турбин винтовые сваи подвергаются огромным горизонтальным нагрузкам. Однако большинство современных исследований, посвященных винтовым сваям, посвящены характеристикам вертикальной опоры, и необходимо срочно изучить характеристики горизонтальной опоры винтовых свай.
В данной работе метод численного анализа методом конечных элементов используется для анализа влияния размера и положения лопасти на горизонтальную предельную несущую способность однолопастной жесткой спиральной сваи с точки зрения центра вращения винтовой сваи и диапазона влияния грунта вокруг сваи, а также характера разрушения винтовой сваи. получается грунт вокруг сваи при горизонтальной нагрузке.
Предложена формула прогнозирования предельной горизонтальной несущей способности однолопастной жесткой винтовой сваи в глине. Результаты показывают, что горизонтальная предельная несущая способность винтовой сваи увеличивается с увеличением диаметра лопасти и демонстрирует тенденцию сначала к увеличению, а затем к уменьшению, а затем к увеличению с изменением положения лопасти вниз.
Когда лопасть расположена в нижней части винтовой сваи, предельная горизонтальная несущая способность достигает пика, и рекомендуется устанавливать лопасть на глубину, в 0,3-0,5 раза превышающую глубину заделки сваи или дно винтовой сваи, когда винтовая свая в основном несет горизонтальную нагрузку. Когда отвал расположен выше центра вращения, грунт вокруг сваи подвергается жесткому разрушению при вращении, сопровождаемому перевернутым клином.
Когда отвал расположен ниже центра вращения, грунт вокруг сваи подвергается жесткому разрушению при вращении без перевернутого клина
Исследования винтовых свай
Винтовые сваи, благодаря технологии вращательного вдавливания и использованию строительной техники, отличаются оперативностью установки. Конструкция, характеризующаяся малым весом оборудования и возможностью совместной транспортировки соединительного стержня и лопасти после установки, обеспечивает значительную грузоподъемность. Например, в качестве фундамента морских ветроэнергетических установок спиральные сваи позволяют существенно сократить сроки строительства и оптимизировать его стоимость.
Ветряные турбины, размещенные в прибрежных и морских зонах с небольшой глубиной, соединяются с свайным фундаментом посредством ветроэнергетических башен. В процессе эксплуатации, помимо вертикальной нагрузки от веса надстройки, фундамент подвергается воздействию значительных горизонтальных сил, обусловленных работой ветрогенератора, давлением ветра, волн и течений. Для типичной установки мощностью 5 МВт общее горизонтальное усилие, передаваемое на основание, может достигать 4 МН. Проблема обеспечения горизонтальной несущей способности фундаментов морских ветроэнергетических установок приобретает первостепенное значение, зачастую превосходя вопросы вертикальной устойчивости. Это ключевой аспект при проектировании инфраструктуры, непосредственно влияющий на стабильность и безопасность функционирования всего ветроэнергетического комплекса. В связи с этим, изучение характеристик горизонтальной несущей способности фундаментов из спиральных свай имеет критическое значение.
Современные исследования в области винтовых свай, во всем мире, в основном ориентированы на изучение вертикальной несущей способности. Были проведены исследования поведения спиральных свай в песчаных грунтах различной плотности и установили, что диаметр лопасти, глубина заделки и плотность песка являются определяющими факторами, влияющими на несущую способность. Авторами предложены различные модели разрушения спиральных свай при выдергивании, учитывающие глубину заделки и эффект образования кольцевого разрушения. Экспериментально определили механизм разрушения грунта вокруг сваи и разработали модель для прогнозирования несущей способности спиральных свай при выдергивании. Demir et al. провели численное моделирование и лабораторные испытания спиральных свай, заглубленных в связные грунты, установив зависимость максимальной прочности на растяжение от глубины погружения и расстояния между анкерами. Hao Dongxue et al. исследовали вертикальные несущие свойства спиральных свай в глинистых грунтах, проанализировав влияние глубины погружения анкерной детали и расстояния между анкерными деталями на характеристики сопротивления выдергиванию. Провели анализ методом конечных элементов для оценки влияния глубины и расстояния между анкерными пластинами на несущую способность и характер разрушения при выдергивании, предложив формы разрушения при различных соотношениях глубины погружения и расстояния между анкерами. Также были проведены натурные испытания винтовых свай в песчаном грунте и, опираясь на теорию расширения кругового отверстия, внесли корректировки в методику расчета несущей способности спиральных свай при растяжении, используя критерий предельного состояния по деформациям.
:
Исследования горизонтальной несущей способности
Несмотря на то, что исследования горизонтальной несущей способности спиральных свай также проводятся, они преимущественно касаются песка и глины. Исследования горизонтальной несущей способности спиральных свай в водонасыщенных грунтах изучены в меньшей степени. Провели модельные эксперименты по изучению влияния количества лопастей, глубины заделки и положения нагрузки на поперечную несущую способность спиральных анкерных свай в песке, и предложили теоретическую модель для прогнозирования этой характеристики. Zhang Xinchun et al. на основе разработанной экспериментальной установки для динамического взаимодействия анкера изучили влияние соотношения сторон спиральных анкеров, отношения шага лопасти к ширине, коэффициента удлинения лопасти, амплитуды нагрузки, частоты вибрации и других факторов на горизонтальную динамику спирального якоря в песке. Авторы предполагают, что влияние характеристик зависит от соотношения размеров спирального анкера и удлинения лопасти. Hu Wei et al. экспериментально и численно исследовали горизонтальную нагрузку на спиральные сваи в песчаном грунте и установили, что при коэффициенте глубины анкерной пластины более 4 возможен прямой срез грунта.
Рассчитана горизонтальная несущая способность голых свай одинакового диаметра и предложен одиночный лист в песчаном грунте. Приведена теоретическая формула расчета горизонтальной несущей способности листового спирального анкера. Количество и высота лопастей при различных углах наклона в глине были изучены с помощью метода конечных элементов. Была установлена закономерность влияния глубины заглубления отвала слоя на горизонтальную несущую способность спиральных свай. Количество лопастей практически не влияет на горизонтальную несущую способность наклонной спиральной сваи и улучшает горизонтальную несущую способность наклонной спиральной сваи. В настоящее время проводится расчет горизонтальной предельной несущей способности спиральных свай при различных углах наклона Формула расчета для части, которую несет анкерная деталь.Прошли тест на обеспечение и дан прогноз горизонтальной несущей способности многолистовых спиральных анкеров в однородной глине. обра Феномен недостаточного изучения горизонтальной несущей способности спиральных свай в глин. В данной работе приведены характеристики горизонтальной несущей способности однолопастных жестких спиральных свай в глине исследование. С помощью метода численного анализа методом конечных элементов, начиная от центра вращения и сваи, размер и положение лезвия анализируются с точки зрения диапазона воздействия окружающей почвы Получено влияние однолопастных жестких спиральных свай на предельную несущую способность по горизонтали Режим разрушения грунта вокруг сваи под действием горизонтальной нагрузки приводит к неравномерному качеству Прогнозирование предельной горизонтальной несущей способности однолопастных жестких спиральных свай в глинистом грунте образ.
Полностью статью можете найти, перейдя по ссылки ниже
