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分舱板与土体加固对筒型基础承载特性影响研究

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分舱板与土体加固对筒型基础承载特性影响研究

作者：吴慕丹天津大学

学位级别：硕士

在淤泥、粉细沙等复杂恶劣的海洋地基环境中建造海上风电,筒型基础具有抗倾覆能力强、施工费用低和可重复利用等诸多优势,具有广阔的应用前景。筒型基础是顶端封闭,下端敞开的倒置筒状结构,为增加气浮拖航及沉放施工过程中的稳定性,需... 详细信息

在淤泥、粉细沙等复杂恶劣的海洋地基环境中建造海上风电,筒型基础具有抗倾覆能力强、施工费用低和可重复利用等诸多优势,具有广阔的应用前景。筒型基础是顶端封闭,下端敞开的倒置筒状结构,为增加气浮拖航及沉放施工过程中的稳定性,需对筒体进行分舱;而在其沉放施工及沉放结束后,在顶端抽吸水体,形成负压,土体排水固结,可提高筒型基础的承载能力。通常,筒型基础设计时不考虑分舱板和土体加固对地基承载力的影响,但分舱板的存在和土体加固对于筒型基础的承载能力和承载特性是存在一定影响的。本文的主要研究内容及成果如下:（1）本文采用有限元分析和室内模型试验的方法,针对竖直、水平和弯矩作用下,有无分舱板的筒形基础的承载力及其失效模式,展开深入研究,经研究发现:在竖向荷载作用下,分舱板使基础的极限承载力提高8.8%,分舱板分担了筒顶盖和筒壁的竖向承载,降低了顶盖的承载比例;在水平荷载和弯矩作用下,分舱板为筒型基础提供了较大的抗拔承载力,使筒型基础在水平和弯矩荷载作用下的极限承载力提高了20.2%,降低了极限状态下的水平位移和倾角。总之,分舱板不但可以提高海上风电基础施工浮运过程的稳定性,还可以提高海上风电基础运行时的极限承载力。（2）本文建立三维数值模型,考虑渗流-应力耦合效应,模拟在筒顶负压抽水情况下筒形基础地基的固结沉降过程,结果显示:在负压作用了2.5天后,筒基顶部沉降量,孔压扩散范围和孔隙比下降情况明显比作用1天后有了大幅改变,但在负压作用4天后与作用2.5天时相比,固结沉降量趋于平缓,孔压扩散范围和孔隙比下降的幅度均十分缓慢。出于施工经济性考虑,我们可以认为负压作用2.5天后,就已经达到了土体加固的较优效果,可以停止继续施加负压。在负压作用2.5天后,筒顶沉降达到0.2m,筒顶土由初始孔隙比1.248降至1.061,负压扩散范围广,加固效果较好。（3）在此基础上分别计算土体负压加固和未加固时筒型基础的承载情况,对比得出在单一加载和复合加载情况下,土体加固对筒型基础各向承载力和承载特性的影响。研究表明:负压作用后,筒土之间接触更为紧密,极端荷载下筒顶脱开率大幅下降;在单一加载情况下,土体加固提高竖向设计承载力42.6%,水平设计承载力129.2%,抗弯设计承载力69.6%,竖向极限承载力4.4%,水平极限承载力61.3%,以及抗弯极限承载力99.1%;在复合加载情况下,土体加固前后V-M、V-H、V-H-M包络线存在一定的差异,未加固土体筒基的包络曲线分布在加固后的筒基外侧。

关键词：筒形基础承载特性分舱板负压加固室内试验及有限元模拟

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带分舱板海上风电筒型基础承载特性试验研究

岩土力学 2016年第10期37卷 2746-2752页

作者：练继建贺蔚吴慕丹王海军天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室

为正确评估分舱对于海上风电筒型基础承载特性的影响,对有、无分舱板的相同钢筒进行室内模型对比试验,分别得出在水平荷载及弯矩共同作用下和竖直荷载作用下的荷载-位移曲线,及筒内外侧壁土压力及顶盖土压力的分布规律,同时进行有限元... 详细信息

为正确评估分舱对于海上风电筒型基础承载特性的影响,对有、无分舱板的相同钢筒进行室内模型对比试验,分别得出在水平荷载及弯矩共同作用下和竖直荷载作用下的荷载-位移曲线,及筒内外侧壁土压力及顶盖土压力的分布规律,同时进行有限元分析模拟。试验和计算结果表明:在竖向荷载作用下,分舱板使基础的极限承载力略有提高,分舱板分担了筒顶盖和筒壁的竖向承载,降低了顶盖的承载比例;在水平荷载和弯矩共同作用下,分舱板为筒型基础提供了较大的抗拔承载力,使筒型基础在水平和弯矩荷载作用下的极限承载力提高了20.2%,降低了极限状态下的水平位移和倾角。总之,分舱板不但可以提高海上风电基础施工浮运过程的稳定性,还可以提高基础运行时的极限承载力。

关键词：筒型基础分舱板海上风电机模型试验有限元模拟

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屋顶分布式光伏项目设计质量控制要点分析

石油化工建设 2022年第9期44卷 187-188页

作者：吴慕丹中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司南京211102

相较于地面光伏电站,屋顶分布式光伏项目一般项目容量较小,构造简单,很多项目的设计质量控制不完善。依据正在开展的一个屋顶分布式光伏电站项目,对过程中遇到的一些质量问题和应对措施进行简单阐述,以求对今后设计工作有所参考。

关键词：质量问题光伏电站分布式光伏项目

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土体加固对筒型基础承载特性的影响研究

水利水电技术 2015年第9期46卷 50-55,61页

作者：练继建吴慕丹张杰王海军天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

为正确评估软体地基加固对提高筒型基础承载力的影响,建立考虑土体渗流~应力耦合效应的三维数值模型,模拟了筒顶负压抽水的土体加固过程,分析了筒内土体加固对筒型基础承载特性的影响。研究结果表明:在负压加固作用2.5 d后,筒顶沉降趋... 详细信息

为正确评估软体地基加固对提高筒型基础承载力的影响,建立考虑土体渗流~应力耦合效应的三维数值模型,模拟了筒顶负压抽水的土体加固过程,分析了筒内土体加固对筒型基础承载特性的影响。研究结果表明:在负压加固作用2.5 d后,筒顶沉降趋于平缓,孔隙负压扩散范围广,筒内土孔隙比下降幅度大,加固效果较好。此时,筒土之间接触更为紧密,极端荷载下筒顶脱开率大幅下降。在单一加载情况下,土体加固提高竖向设计承载力42.6%,水平设计承载力129.2%,抗弯设计承载力69.6%,竖向极限承载力4.4%,水平极限承载力61.3%,以及抗弯极限承载力99.1%。在复合加载情况下,土体加固前后V^M、V^H、V^H~M包络线存在一定的差异,未加固土体筒基的包络曲线分布在加固后的筒基外侧。通过试验数据对计算模型进行验证,吻合良好。这意味着现有的筒型基础设计仍有较大的优化空间。

关键词：筒型基础负压加固承载特性渗流~应力耦合破坏包络面

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波浪荷载作用下海上变电站动力响应分析

武汉大学学报（工学版） 2017年第A01期50卷 263-267页

作者：吴慕丹王磊彭秀芳吉春明江苏省电力设计院

海上升压站投资大,结构重要性等级高.采用MATLAB程序,计算Morison方程得出作用在升压站平台的波浪动力载荷,选用p-y法建立土体的非线弹性本构模型,并采用有限元软件对在波浪动载荷作用下平台结构的动力响应进行分析.通过计算可知:考虑... 详细信息

海上升压站投资大,结构重要性等级高.采用MATLAB程序,计算Morison方程得出作用在升压站平台的波浪动力载荷,选用p-y法建立土体的非线弹性本构模型,并采用有限元软件对在波浪动载荷作用下平台结构的动力响应进行分析.通过计算可知:考虑结构动力响应结果与静力结果有一定差别,尤其是波浪谱峰频率与自振频率接近时,仅对其进行静态分析是不够的,其结果偏于危险.随机波浪荷载的波高、周期及激励方向的改变,对结构的动力响应的影响较大.响应随着波高增大而增大;在一定范围内存在临界周期,不同的波浪周期,响应并不一致,小于临界周期,响应比其临界周期大.当波浪方向坐标系与平台固定坐标系的夹角为0°时,所引起的升压站平台结构响应最大.

关键词：海上变压站动力响应波浪荷载有限元

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风机基础2次灌浆层裂缝问题的探讨

武汉大学学报（工学版） 2021年第S02期54卷 49-52页

作者：范亚宁卢红前吉春明吴慕丹中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司江苏南京211102

以国内某风电场风机预应力锚栓基础2次灌浆层裂缝问题为例,通过现场调研和检测等手段,并结合相关设计规范分析了裂缝产生的原因为2次灌浆层受力后会形成从上锚板边缘向基础方向的冲切锥体,2次灌浆层受剪破坏。采用有限元软件MIDAS建立... 详细信息

以国内某风电场风机预应力锚栓基础2次灌浆层裂缝问题为例,通过现场调研和检测等手段,并结合相关设计规范分析了裂缝产生的原因为2次灌浆层受力后会形成从上锚板边缘向基础方向的冲切锥体,2次灌浆层受剪破坏。采用有限元软件MIDAS建立风机基础模型进行静力学仿真模拟,分析了上锚板、2次灌浆层和混凝土的应力和位移分布特点,并研究了2次灌浆层悬挑比对应力分布的影响,证实了2次灌浆层应力扩散路径近似为45°,2次灌浆层斜截面破坏是主应力超过抗拉强度而发生了斜拉破坏。

关键词：预应力锚栓基础 2次灌浆层裂缝应力位移

漂浮式水上光伏电站对湖库风生流作用机理的研究

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太阳能 2021年第12期 30-36页

作者：吴慕丹袁万中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司南京211102

漂浮式水上光伏电站是一种新能源发电方式,目前已建设在我国许多湖泊和水库(下文简称为“湖库”)上。由于湖库的风生流会显著影响其垂直方向和表面的水流分布规律,而关于漂浮式水上光伏电站对湖库风生流的作用机理还有待深入研究。基于... 详细信息

漂浮式水上光伏电站是一种新能源发电方式,目前已建设在我国许多湖泊和水库(下文简称为“湖库”)上。由于湖库的风生流会显著影响其垂直方向和表面的水流分布规律,而关于漂浮式水上光伏电站对湖库风生流的作用机理还有待深入研究。基于此,本文以我国东北地区某中型水库为例,通过建立考虑了漂浮式水上光伏电站不同布置方案的三维水动力数值模型,研究了在该水库上建设的漂浮式水上光伏电站对水库水流运动规律的影响。研究结果表明:未建设漂浮式水上光伏电站时,由于风场作用,整个水库在垂向剖面上呈现一个顺时针环流,其表层水流方向为上风区(即水库的南侧)向下风区(即水库的北侧)流动,底层水流方向为下风区向上风区流动;当在水库的上风区建设漂浮式水上光伏电站后,整个水库从垂向剖面来看,上风区的水流流速较小,顺时针环流主要存在于下风区;当在水库中间建设漂浮式水上光伏电站后,从平面上来看,在水库的东西侧均出现了顺时针环流,从垂向剖面来看,上风区和下风区均存在较弱的顺时针环流,而光伏电站下方的下层水流流向上风区方向。该研究成果揭示了漂浮式水上光伏电站对湖库风生流的作用机理,为漂浮式水上光伏电站项目的设计和湖库生态管理提供了科学依据。

关键词：漂浮式水上光伏电站湖库水库风生流三维水动力数值模型

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光伏储能一体化道路研究

电力勘测设计 2020年第8期32卷 67-70页

作者：陈昕吴慕丹王海华吉春明中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司江苏南京211102

传统的地面光伏电站建设需要占用大片的土地,大规模开发太阳能资源使本来就日趋紧张的生存空间变得更加狭小。本文提出将道路作为建设光伏电站的载体。首先,提出光伏储能一体化道路系统;其次,研究本系统中核心部件—新型光伏路面发电组... 详细信息

传统的地面光伏电站建设需要占用大片的土地,大规模开发太阳能资源使本来就日趋紧张的生存空间变得更加狭小。本文提出将道路作为建设光伏电站的载体。首先,提出光伏储能一体化道路系统;其次,研究本系统中核心部件—新型光伏路面发电组件结构形式;最后,从施工角度出发研究一种预制式光伏道路形式。同时,从维护角度提出一种冬季光伏道路维护方案。综合实用性和经济性,光伏路面发电技术在未来十年内有向社会大规模应用推广的前景和潜力。

关键词： “光储”系统光伏组件铺设形式施工方案

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《松荫轩藏印谱简目》前言

古籍保护研究 2025年第1期 259-261页

作者：吴格复旦大学图书馆

《松荫轩藏印谱简目》于2022年由复旦大学出版社出版,是揭示松荫轩藏印谱文献的一部目录。吴格先生在前言中介绍了该简目的内容、印谱文献的发展源流、印谱文献的收藏与编目,并介绍了松荫轩主人林章松对印谱文献收藏的贡献以及复旦大学... 详细信息

《松荫轩藏印谱简目》于2022年由复旦大学出版社出版,是揭示松荫轩藏印谱文献的一部目录。吴格先生在前言中介绍了该简目的内容、印谱文献的发展源流、印谱文献的收藏与编目,并介绍了松荫轩主人林章松对印谱文献收藏的贡献以及复旦大学“印藏”数据库的建设进展情况。

关键词：松荫轩藏印谱简目林章松印谱 “印藏”