海上風電場基礎及地基動力特性研究

第1章緒論1
1.1概述1
1.2海上風電場工程風電機組基礎1
1.2.1基本概念2
1.2.2設計要求4
1.2.3總體分析6
1.2.4海上風電機組基礎設計存在的問題8
1.3土的動力特性10
1.3.1土動力學研究歷程12
1.3.2土動力學的研究內容14
1.4海上風電場基礎的地基動力特性研究途徑14
1.5本書的主要內容16

第2章海上風電機組基礎荷載17
2.1概述17
2.1.1承載能力極限狀態(tài)17
2.1.2正常使用極限狀態(tài)18
2.1.3荷載組合18
2.2風電機組荷載19
2.3風荷載20
2.3.1中國近海海風特點20
2.3.2風荷載21
2.4波浪荷載21
2.4.1小尺度樁或柱的波浪力計算22
2.4.2大尺度樁或柱的波浪力計算24
2.4.3淺水破浪區(qū)直立樁或柱破浪力計算27
2.5海流荷載28
2.6波浪、海流共同作用29
2.6.1直立樁或柱的波流作用30
2.6.2斜樁或柱的波流作用31
2.6.3大直徑樁或柱的波流作用33
2.7潮位34
2.8海冰34
2.8.1海冰荷載作用形式36
2.8.2固定冰荷載36
2.8.3流冰荷載37
2.9海生物38
2.10地震荷載39
2.11其他荷載39
2.11.1自重荷載39
2.11.2撞擊力39

第3章土的工作狀態(tài)41
3.1概述41
3.2地震荷載作用下土的工作狀態(tài)42
3.2.1地震荷載42
3.2.2半無限場中縱波(壓縮波)的作用44
3.2.3半無限場中橫波(剪切波)的作用46
3.2.4二維條件下的應力狀態(tài)47
3.3波浪荷載作用下土的工作狀態(tài)48
3.4動力作用水平的評估指標52

第4章振動理論基礎55
4.1概述55
4.2阻尼56
4.2.1阻尼的分類57
4.2.2黏滯阻尼57
4.2.3滯后阻尼59
4.2.4滯變阻尼60
4.2.5摩擦阻尼61
4.2.6阻尼矩陣61
4.3單自由度系統(tǒng)62
4.3.1無阻尼自由振動62
4.3.2有阻尼自由振動66
4.3.3單自由度體系對簡諧荷載的反應70
4.3.4基礎運動引起的振動76
4.3.5單自由度體系對周期性荷載的反應79
4.3.6單自由度體系對沖擊荷載的反應82
4.3.7單自由度體系對任意動力荷載的反應88
4.4多自由度系統(tǒng)93

第5章波動理論基礎95
5.1概述95
5.2波的基本方程及類型95
5.2.1土體中彈性波的基本方程95
5.2.2波的類型99
5.2.3波速100
5.2.4球形空腔及柱形空腔內表面作用波動力的情況102
5.3一維波傳播問題106
5.3.1縱向振動在桿中的傳播106
5.3.2剪切振動在桿中的傳播108
5.3.3扭轉振動在桿中的傳播109
5.4半無限彈性介質中波的傳播問題109
5.4.1半無限彈性介質中平面波的特性109
5.4.2半無限空間中平面波的傳播111
5.5波的反射與折射118
5.6飽和土體中波的傳播119
5.6.1Biot理論的控制方程120
5.6.2飽和土中波的傳播121
5.7剪切波波速125
5.7.1影響土剪切波速的因素125
5.7.2確定剪切波波速的經驗公式126
5.7.3剪切波速的現(xiàn)場測量126

第6章土的動變形、動孔壓與動強度129
6.1概述129
6.2土的動變形129
6.2.1動剪切作用引起干砂的永久體積變形129
6.2.2動荷載作用下黏性土的變形130
6.2.3土體的永久變形131
6.3土的動孔壓132
6.3.1動荷載作用下孔隙水壓力產生的機制132
6.3.2孔隙水壓力模型133
6.4土的動強度140
6.4.1土的破壞方式140
6.4.2土的強度機理141
6.4.3沖擊荷載作用下土的動強度141
6.4.4循環(huán)荷載作用下土的動強度142
6.5飽和土的液化144
6.5.1液化的危害144
6.5.2液化的機制144
6.5.3液化的影響因素145
6.5.4液化判別148

第7章土的初始剪切模量154
7.1概述154
7.2三大類土的初始剪切模量154
7.2.1砂性土的初始剪切模量154
7.2.2黏性土的初始剪切模量157
7.2.3粗礫料的剪切模量162
7.3次固結作用對初始剪切模量的影響164
7.4塑性指數對初始剪切模量的影響166
7.5剪切模量的現(xiàn)場測定168

第8章土的動力學模型172
8.1概述172
8.2應力-應變關系的基本力學模型173
8.2.1基本力學模型173
8.2.2組合模型175
8.3黏彈性線性模型179
8.4黏彈性非線性模型181
8.4.1雙線性模型182
8.4.2Ramherg-Osgood模型182
8.4.3Hardin-Drnevich模型184
8.4.4彈塑性模型186

第9章波浪荷載作用下土體振動問題191
9.1概述191
9.2波浪荷載作用下土的動力特性192
9.2.1作用次數和頻率對土的動力性能的影響192
9.2.2臨界應力比195
9.2.3剪切波波速的經驗表達195
9.3波浪荷載作用下土體的半空間無限體解197
9.4波浪荷載作用下土體的數值解201
9.5海底砂土液化判別方法205

第10章循環(huán)側向荷載作用下樁的性狀209
10.1概述209
10.2循環(huán)側向荷載作用下樁的性狀研究進展210
10.3小尺度模型試驗213

參考文獻219