山区大型水平轴风力机地基基础风致动力响应研究

《山区大型水平轴风力机地基基础风致动力响应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10530学号201230131811分类号TU470密级硕士学位论文山区大型水平轴风力机地基基础风致动力响应研究学位申请人高乾丰指导教师董辉副教授副指导教师邓宗伟教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向岩土方向二零一五年五月二十五日StudyOnWind-inducedDynamicResponsesoftheFoundationofMountainousLarge-scaleHorizontal-axisWindTurbineCandidateGaoQian-fengSupervisorAssoc.Prof.DongHuiCo-SupervisorProf.DengZ

2、ong-weiCollegeCollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgramGeotechnicalEngineeringSpecializationStructuralEngineeringDegreeMaster’sDegreeUniversityXiangtanUniversityDateMay25,2015湘潭大学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Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个。人

3、和集体，均已在文中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：；＾後年＆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口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。本人授权湘潭大学可１＾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：至年＆月今日导师签名日期＾日：ｉ月＾山区大型水平轴风力机地基基础风致动力响应研究摘要近年来我国许多大中城市频繁出现严重的

4、空气质量问题，以煤炭为基础的火力发电弊端日益凸显，而水电的开发利用程度亦接近饱和，因此，以风电为代表的新能源成为了电力资源的有力补充。过去我国风资源的利用主要集中在三北地区及东南沿海一带，为了缩小能源分布的地区差距，促进中部及南部地区经济的可持续发展，这些山地和丘陵地区风电的开发也越来越受到国家的重视。然而，山区风力机地基基础的设计理论仍然不够完善，这已导致了多起因地基基础设计不合理而引发的风力机倒塌事故。因此，必须有针对性地就内陆山区风电场残坡积土地基与扩展基础之间的相互作用展开研究，探讨随机风荷载作用下地基基础的风致动力响应特性。鉴于此，本文开展了以下研究工作：（1）对山区风力机的基底压力

5、、基础沉降和塔筒应变等进行了现场测试，并对它们随时间的变化和分布规律作了分析和总结。结果表明，在不同施工与运营条件下基底压力可能表现为抛物线形分布或梯形分布，甚至为缓“N”形分布。实测上部结构传下来的动荷载对基础边缘以内基底压力的动力放大系数达到1.05，同时，实际基底压力的分布形态与理想平面分布之间存在较大差异。根据对实测的大量基础沉降数据的拟合，得到了用于基础沉降预测的数学模型。（2）基于相似理论和量纲分析法，采用合理相似常数建立了山区风力机地基基础的室内1/10缩尺模型，并开展了随机风荷载作用下风力机地基基础动力响应的模型试验。试验表明，风力机的基底压力、基础应变、基础位移和沉降等都受水

6、平随机风荷载明显的动力影响，与只考虑脉动风变化的随机荷载相比，同时考虑平均风周期变化和脉动风随机变化的荷载引起地基基础产生更显著的动力响应。（3）采用数值模拟方法对随机风荷载作用下风力机地基基础的受力和变形进行了分析，将计算结果与模型试验数据相比较对数值模型作了验证，最后用该数值模型开展了对风力机地基基础动力响应的进一步研究。分析表明，11m/s随机风荷载对风力机背风侧基底压力的放大系数为1.15~1.23，对背风侧地基土应力的放大系数为1.16~1.24，引起背风侧基础下沉的放大系数高于1.12。同时，基础倾覆是山区风力机地基基础容易出现的一种破坏模式，在设计和施工中应予以重视。关键词：山区

7、风力机；随机风荷载；动力响应；现场测试；模型试验I山区大型水平轴风力机地基基础风致动力响应研究AbstractForthepastfewyears,manylargeandmedium-sizedcitiesinChinahavewitnessedseriousair-qualityproblems.Theshortcomingsofcoalbasedthermalpowerhavebecomei