[发明专利]吸力桶多桶基础承载特性的预测方法

说明书

本发明公开了一种吸力桶多桶基础承载特性的预测方法，其属于海洋吸力桶基础技术领域，包括：步骤1：分析单桶基础受到水平加载时的M‑θ关系，M为单桶基础受到的力矩，θ为单桶基础的旋转角度；步骤2：分析多桶基础受到水平加载时的Msubgt;T/subgt;‑θsubgt;T/subgt;关系，Msubgt;T/subgt;为多桶基础受到的力矩，θsubgt;T/subgt;为多桶基础的旋转角度；步骤3：根据单桶基础的极限承载力矩和转角，结合多桶基础的极限承载力矩计算公式，获得多桶基础的极限承载力矩和转角。通过较小的成本预测出多桶基础受到水平荷载时的数据，降低了数据获取难度，对海上风机的运行安全提供参考，保证海上风机的运行稳定性。

技术领域

本发明涉及海洋吸力桶基础技术领域，尤其涉及一种吸力桶多桶基础承载特性的预测方法。

背景技术

基础作为海上风机上部结构的最终承担者，是风机结构安全稳定运行的关键。海上风机常用基础形式主要包括：重力式基础、单桩基础、导管架基础以及吸力桶基础。相比于其他类型基础，吸力桶基础具有土层适应性强、安装方便、施工周期短、可拆除重复使用等优点。近些年来，吸力桶基础已广泛应用于防波堤、固定和浮式海上风机、浮式油气平台的支撑结或锚泊基础，取得了良好的效果。

吸力桶基础分为单桶基础和多桶基础，如图1所示，多桶基础是由多个吸力桶10组合而成，与单桶基础相比，多桶基础自稳性好、土层适应性强，更容易满足风机叶轮转动对基础倾斜及海底地质条件不均匀的要求，更能适应海上复杂的环境。

吸力桶基础服役期间不仅要承受上部结构的巨大自重，而且会遭受风、浪、流引发的水平荷载及力矩共同作用，因此研究吸力桶基础在海上的水平极限承载力对保证海上风机的运行安全至关重要。但是多桶基础结构复杂，无论是模型试验还是现场施工，多桶基础数据获取的成本要远远高于单桶基础，单桶基础的试验数据的获取难度也远小于多桶基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸力桶多桶基础承载特性的预测方法，以解决现有技术中存在的多桶基础的水平极限承载力数据获取成本高且获取难度大的技术问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种吸力桶多桶基础承载特性的预测方法，包括：

步骤1：分析单桶基础受到水平加载时的M-θ关系，M为单桶基础受到的力矩，θ为单桶基础的旋转角度；

步骤2：分析多桶基础受到水平加载时的M_T-θ_T关系，M_T为多桶基础受到的力矩，θ_T为多桶基础的旋转角度；

步骤3：根据单桶基础的极限承载力矩和转角，结合多桶基础的极限承载力矩计算公式，获得多桶基础的极限承载力矩和转角。

其中，在步骤1中，单桶基础受到水平加载时的M-θ关系如公式(1)所示：

M＝K_Hθl²G₀D+K_CθlG₀D²＝(K_Hl²G₀D+K_ClG₀D²)θ

M＝K_CθlG₀D²+K_Mθ＝(K_ClG₀D²+K_MG₀D³)θ       (1)