岩石膨胀头锚杆在风力发电机基础中的应用研究

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文岩石膨胀头锚杆在风力发电机基础中的应用研究作者姓名：席丙山入学年份：2013年9月指导教师：赵俭斌教授学科专业：岩土工程申请学位：工学硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：邓德全答辩委员会组成：邓德全李伟解磊徐岩刘潇论文评阅人：孙传胤任德斌硕士研究生学位论文摘要I摘要风力发电是当前国家大力提倡可再生能源中最具规模开发的发电方式之一。风力发电机基础是风力发电项目的重要组成部分，基础的形式直接关系

2、到整个风电项目的投资效益和安全运行，因此基础选型应因地制宜。随着科学技术的发展，风机基础形式已不仅仅局限于传统的混凝土独立扩展基础，应积极探索新的基础形式。岩石膨胀头锚杆是在普通圆柱型锚杆端部加设膨胀头，形成新型膨胀头锚杆，再将水泥砂浆或细石混凝土注入岩孔内，使得膨胀头锚杆与岩体胶结成整体，形成岩石膨胀头锚杆基础，承受上部结构荷载，充分发挥山区岩石地基承载力高的特点，保证风机基础安全的前提下，尽量优化结构，减少占地，降低投资，增加效益。综合考虑经济性、安全性和环保效益的统一，将岩石膨胀头锚杆应用到风力发电机基础中，探索这种新型风机基础在风电

3、项目中的应用。本文通过对普通岩石锚杆的优化设计，研发出岩石膨胀头锚杆。结合实际工程项目进行现场抗拔试验研究，分析岩石膨胀头锚杆在风力发电机基础中的破坏形式、破坏原因、受力机理和影响极限抗拔承载力的主要因素；并利用ABAQUS有限元软件对锚杆主要锚固参数进行模拟分析，研究影响岩石膨胀头锚杆在风机基础中极限抗拔承载力的主要因素。主要研究内容如下：（1）在普通岩石锚杆的基础上进行优化设计，研发出岩石膨胀头锚杆，并将其应用于风机基础中，形成新型风机基础，分析其工程价值；（2）本课题依托山东烟台高疃48MW风电场工程项目，通过现场岩石膨胀头锚杆抗拔试

4、验研究，确定岩石膨胀头锚杆在风机基础中所能达到的极限抗拔承载力；根据现场试验实况，进一步研究岩石膨胀头锚杆的破坏形式及其破坏原因；（3）结合现场抗拔试验数据，分析岩石膨胀头锚杆在风机基础中的受力形式、影响岩石膨胀头锚杆抗拔承载力的主要因素；同时与普通岩石锚杆对比分析，确定岩石膨胀头锚杆在风机基础中的锚固机理；（4）用大型有限元软件ABAQUS进行模拟分析，研究影响膨胀头锚杆抗拔力的主要因素。在相同地质条件下，针对锚杆体系的不同锚固参数对比分析，同时研究膨胀头锚杆在外荷拉力作用下的应力分布，并与试验结果进行比，验证其正确性。关键词:风力发电机

5、基础；岩石膨胀头锚杆；抗拔试验；受力机理；数值模拟II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbsractIAbstractWindpowergenerationisoneofthemostlarge-scaledevelopmentofpowergenerationinthecurrentstatetopromotetheuseofrenewableenergy.Windturbinefoundationisanimportantpartofwindpowergenerationproject,thebasicformofwindpow

6、erprojectisdirectlyrelatedtotheinvestmentbenefitandsafeoperationofthewholewindpowerproject.Therefore,thebasisfortheselectionshouldbeadaptedtolocalconditions.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,thebasicformisnotonlylimitedtothetraditionalform,shouldbeactivelyexplorenew

7、basicform,inthepremiseofensuringthesafetyofwindpowergenerator,tooptimizethestructure,reducethearea,reduceinvestment,increaseefficiency.Comprehensiveconsiderationofeconomicsecurityandenvironmentalbenefitsofunity,therockexpansionheadanchorappliedtowindturbinefoundation,explo

8、retheapplicationofthisnewtypeofrockexpandingheadboltinthefoundationofwindpowergenerator.I