岩石锚杆基础在风电基础工程中的应用与研究

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1、密级：公开硕士学位论文中图分类号：TU472岩石锚杆基础在风电基础工程中的应用与研究学位类型：专业型学位学科（专业学位类别）：建筑与土木工程作者姓名：张文勇导师姓名及职称：贺建清教授实践导师姓名及职称：周游高级工程师学院名称：土木工程学院论文提交日期：2015年5月29日i岩石锚杆基础在风电基础工程中的应用与研究学位类型：专业型学位学科（专业学位类别）：建筑与土木工程作者姓名：张文勇作者学号：13020201019导师姓名及职称：贺建清教授实践导师姓名及职称：周游高级工程师学院名称：土木工程学院论文提交日期：201

2、5年5月29日学位授予单位：湖南科技大学iiTheapplicationandstudyofrockboltfoundationinwindpowerfoundationengineeringTypeofDegreeProfessionalDegreeDiscipline(TypeofProfessionalDegree)ArchitectureandCivilEngineeringCandidateZhangWenyongStudentNumber13020201019SupervisorandProfessio

3、nalTitleProf.HEJiangqingPracticeMentorandProfessionalTitleSeniorEngineerZhouYouSchoolCivilEngineeringSchoolDateMay29th,2015UniversityHunanUniversityofScienceandTechnologyiii学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的

4、成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日iv摘要岩石锚杆基础因

5、其抗拔性优越、经济环保且安全适用，已被应用于山区风力发电机组基础之中。但岩石锚杆基础在极端荷载作用下，承载机理较为复杂，破坏机制尚不明确，且关于岩石锚杆基础的设计尚缺少成熟的理论指导。本文以烟台内陆风电场风电基础工程为依托，采用对比设计与数值模拟的方法对岩石锚杆基础在风电基础工程中的设计与应用进行了研究，同时推导出了基于极限分析上限法的岩石锚杆极限承载力的计算公式，主要研究内容如下：（1）运用两种不同的设计方法对风电基础进行了对比设计，并按规范要求对相关设计要点进行了验算。对比结果表明：采用岩石锚杆基础设计，基础的

6、工作量及总造价大大降低，基础抗弯性能得到明显改观。（2）基于极限分析上限法的基本原理，对倒锥体破坏模式构建机动容许速度场，并结合小而非零拉伸截断改进的Mohr-Coulomb准则，推导出了相应的岩石锚杆极限承载力计算公式。并将该计算方法所得结果与已有现场试验结果进行对比，对比结果表明：上限法计算结果与试验结果较接近，该计算方法具有一定的可靠性。（3）采用数值模拟的方法，模拟分析了不同工况下岩石锚杆基础方案的可行性；得到了基础与地基在不同工况下的位移及应力分布云图。分析了锚杆在不同锚杆长度、不同孔径等影响因素作用下锚

7、杆的轴力以及粘结应力的分布曲线变化规律。关键词：岩石锚杆基础；对比设计；极限分析上限法；极限承载力；数值模拟iABSTRACTTherockboltfoundationhasbeenappliedinthefoundationofWindenergyturbineinmountainareaduetoitsgoodperformanceofantipull,economicalandenvironmentalfriendly,safetyandserviceability.However,inextremeload

8、ingcondition,theload-bearingmechanismiscomplexanditsdamagemechanismisnotclear.Besidesitlacksmaturetheoreticalguidanceinthedesignofrockboltfoundation.Inthispaper,supportedbyYantaiin