基于黏弹性人工边界的成层地基中海上风机地震响应分析

作     者：陈志波 刘海波 曹光伟 何奔 曾旭明 潘生贵 CHEN Zhibo;LIU Haibo;CAO Guangwei;HE Ben;ZENG Xuming;PAN Shenggui

作者机构：福州大学紫金地质与矿业学院福州350116 智能环境岩土工程福建省闽台科技合作基地福州350116 华东勘测设计院有限公司杭州311122 华东勘测设计院(福建)有限公司福州350003 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2025年第44卷第3期

页      面：291-300,308页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52278335) 华东勘测设计院(福建)有限公司科技项目(FH2019-KY006) 福建省自然科学基金项目(2024J08145) 

主　　题：黏弹性人工边界 等效节点力 成层地基 单桩式海上风电 地震响应 

摘      要：我国近海地震频发,地震作用对海上风电基础与风机结构的稳定性影响大。为了准确有效地计算海上风电结构地震动力响应,该文根据波动理论和斯奈尔定律,推导了基于黏弹性人工边界的三维成层土地震等效节点力计算公式,并验证了其准确性。在此基础上,以福建莆田某风电场地基为例,建立5 MW风机-单桩-成层海床三维一体化数值分析模型,进行了地震作用下的海上风电动力响应分析。研究表明:当地震发生时,地基中不同位置的土体响应不同,对于浅层桩周土体,距离桩基越近,土体加速度响应越小,桩基会对浅层桩周土体的加速度有一定抑制作用;桩基对不同深度的土层剪应变影响也相差较大。对于风机结构而言,最大位移发生在塔架顶部,最大加速度和最大应力发生在塔架中部。