6、桩土相互作用模拟方法对海上风机整体结构模态分析的影响_郇彩云

- 15 -高 新 技 术０　引言对比陆上风力发电整体结构，海上风力发电整体结构有直径更大的叶片、高度更高的塔筒，相应风机整体结构也有更大的柔性。

海上风机的基础结构更复杂，对地基承载力要求高。

海上风力发电结构除了风荷载的作用外，还常受到复杂的外载激励，如海冰荷载、海流荷载和波浪荷载等海洋环境荷载的影响，导致风机结构振动的外载激励增多，所以对三桩基础的海上风力发电整体结构的抗震性能提出了更高的要求。

１　模态分析该文研究的海上风力发电结构的基础形式为三桩门架式，属于三脚架式基础。

采用大型通用有限元软件ANSYS，建立了三桩基础海上风机整体结构——“基础—塔筒—机舱—轮毂—叶片”的有限元模型，考虑土与结构相互作用的影响，然后根据m 法对其进行了模态分析，得到了三桩基础海上风力发电整体结构的前十阶自振频率和固有振型，结果如下。

第一阶自振频率：0.277 Hz，固有振型：塔筒、机舱、轮毂和叶片沿y 方向摆动。

第二阶自振频率：0.284 Hz，固有振型：塔筒、机舱、轮毂和叶片振动沿x 方向振动。

第三阶自振频率：0.395 Hz，固有振型：三叶片各自沿y 方向振动，左边的叶片振动最大。

第四阶自振频率：0.443 Hz，固有振型：塔三叶片各自沿y 方向振动，右下的叶片振动最大。

第五阶自振频率：0.536 Hz，固有振型：塔筒沿y 方向振动较小，三叶片同步地沿着y 方向振动。

第六阶自振频率：0.737 Hz，固有振型：塔筒沿x 方向振动较小，三叶片绕着轮毂旋转振动。

第七阶自振频率：1.004 Hz，固有振型：三叶片各自绕轮毂旋转振动，左边叶片振动最大。

第八阶自振频率：1.042 Hz，固有振型：塔筒振动很小，左边的叶片振动较小，右边两叶片三桩基础海上风机整体结构的共振分析李 益 凡 威（中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司，河南 郑州 450007）摘 要：该文对三桩基础的海上风力发电整体结构进行了共振分析。

考虑土—结构相互作用的大型风力发电结构风—震耦合作用下动力响应分析考虑土—结构相互作用的大型风力发电结构风—震耦合作用下动力响应分析随着全球对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为一种环保、可持续的能源形式得到了广泛应用。

大型风力发电结构在风—震耦合作用下的动力响应分析具有重要的工程意义。

针对该问题，本文旨在探索大型风力发电结构在风—震耦合作用下的动力响应，并考虑土—结构相互作用的影响。

首先，本文将介绍大型风力发电结构的基本构造和工作原理。

大型风力发电结构由塔筒、机舱、叶片和基础组成，其中叶片通过转动驱动发电机发电。

风力发电结构的基础在土壤中承受着巨大的力学荷载，因此考虑土—结构相互作用对风力发电结构的动力响应分析具有重要意义。

接下来，本文将详细介绍大型风力发电结构的风—震耦合作用。

风力作为外界激励力引起结构的震荡，而地震则是地面运动引起的振动。

当风和地震共同作用时，风力发电结构的动力响应将受到双重激励影响。

风—震耦合作用是一个复杂的过程，需要考虑风力和地震的频率、振幅、相位和方向等因素。

然后，本文将分析大型风力发电结构在风—震耦合作用下的动力响应。

首先，通过建立结构的数学模型，采用有限元方法进行计算，获得结构受力、位移和振动特性等参数。

其次，通过数值模拟和实验验证，研究风力和地震双重激励对结构的影响。

最后，对不同风速、地震强度和土壤条件下的结构响应进行综合分析和比较。

最后，本文将讨论土—结构相互作用对大型风力发电结构的影响。

土—结构相互作用是指结构与土壤之间的相互作用，包括土壤的刚度、阻尼和耗散能力等因素。

通过考虑土—结构相互作用，可以更准确地预测结构的动力响应，提高结构的抗风、抗震能力。

综上所述，本文通过考虑土—结构相互作用的影响，探索大型风力发电结构在风—震耦合作用下的动力响应分析。

这对于优化风力发电结构设计、提高结构的抗风、抗震能力具有重要的工程应用价值综合上述分析，风-震耦合作用对大型风力发电结构的动力响应具有重要影响。

海上风电风机基础桩土相互作用研究摘要：本文分析了海上风电风机主要作用，并对桩土作用基础理论进行全面阐述，海上风能属于绿色能源，最近几年受到人们广泛关注，由于海上风电基础结构经常受到风、浪等因素的影响，使得桩基稳定性无法得到保证，传统海上风电主要以单桩基础为主要形式，但伴随风机不断发展，发电功率不断增加，使得单桩基础结构直径不断增大，这就需要工作人员加强对风机基础桩土相互作用的研究，进而提高整体性能。

关键词：海上风电；风机基础；桩土；相互作用前言：在海上风电场建设过程中，地质条件较为复杂，给风机基础桩土建设带来较大困难，对于工作人员提出了较高要求，在这个过程中，不仅需要较多的投资成本，还需要有先进的技术、设备及人才，这样才能对桩土相互作用进行有效研究，因此，工作人员要不断提高自身技能，加大研究力度，进而提高海上风电基础承载力。

海上风电风机概述意义分析目前能源问题成为社会高度重视的主要问题，由于我国社会发展速度越来越快，对于能源的需求逐渐增强，使得能源危机的产生，在此情形下，海上风力发电起着至关重要的作用，与陆上风能相比，海上风力发电具有显著优势，其一，风能是一种绿色资源。

在对风电场进行建设时，所占土地面积相对较少，一方面不会给陆地资源带来较大浪费，另一方面不会给自然环境带来污染，并且海面风速相对较高，工作人员可以对风速进行充分利用，以此达到发电的目的。

根据调查结果显示，海面相对平坦，粗糙度相对较小，发电功率远比陆地上更高[1]。

其二，海面风速变化不大。

一般情况下，海面风浪起伏程度不明显，工作人员在对海上风机进行搭架时，不需要搭架较大的高度，这样不但能够节省人力资源，还能提高工作效率。

并且海面不容易出现气流现象，能够提高风机使用期限，进而提高经济效益。

其三，尽管海上风电施工具有一定难度，对于材料消耗量相对较大，但由于海上发电量较大，能够对风能进行充分利用，使得风能使用周期较长，大大提高了对风能的利用率。

第３１卷第１期２　０　１　３年１月水　电　能　源　科　学Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３１Ｎｏ．１Ｊａｎ．２　０　１　３文章编号：１０００－７７０９（２０１３）０１－０２３６－０４桩土相互作用模拟方法对海上风机整体结构模态分析的影响郇彩云，姜贞强，罗金平（中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江杭州３１００１４）摘要：鉴于海上风机整体结构自身的频率较低使基础设计往往受其整体频率的控制，以江苏省海上某风电场工程为例，选取ｍ法、ｐ－ｙ曲线法及ＤＰ模型实体有限元方法３种桩土相互作用模拟方法，分析了不同方法对海上风机整体结构模态分析产生的影响。

结果表明，３种方法计算的频率相差较小，结果可靠。

关键词：海上风机；频率；桩土相互作用；模态分析中图分类号：ＴＵ４７３．１文献标志码：Ａ收稿日期：２０１２－０７－２８，修回日期：２０１２－０９－２１作者简介：郇彩云（１９８３－），女，工程师，研究方向为海上风电基础结构设计，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕａｎ＿ｃｙ＠ｅｃｉｄｉ．ｃｏｍ 海上风机结构为高耸结构建筑物，由地基、基础、塔架及风电机组等部分组成。

海上风机整体结构（以下简称风机结构）的自振频率偏低，往往会发生与风机叶片转动频率一致的现象，进而引发共振，给风机结构造成极大的损害。

因此开展风机结构的自振特性研究对风机基础的设计、动力响应与风机机组的正常运行、健康检测等均具有十分重要的意义。

但风机结构的允许频率范围较小，其结构自振的模拟计算与常规的海洋平台、桥梁等基础存在较大差异。

模态分析所得的自振频率、振型为风机基础设计、动力响应分析和抗震设计所需的重要参数。

鉴此，本文结合江苏省海上某风电场工程实际情况，选取单立柱式基础的风机结构为研究对象，分析比较了ｍ法、ｐ－ｙ曲线法和有限元实体建模三种桩土相互作用模拟方法对海上单立柱式基础风机整体结构模态分析的影响，以期为海上单立柱式风机基础的合理设计和安全运行提供参考。

海上风机导管架基础灌浆敏感性分析郇彩云 1,2，李涛 1,21.浙江省深远海风电技术研究重点实验室，浙江杭州 310014；2.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 310014摘要：海上风机导管架基础灌浆材料的价格较高，灌浆段长度、厚度设计过大，将造成材料的浪费，甚至产生不利的影响，因此需要对灌浆材料进行敏感性分析。

本文采用ANSYS有限元软件，开展导管架灌浆段分析，分析灌浆段长度、厚度、非线性对结构材料的影响，应力随灌浆长度增加呈先减小后增大的趋势，应力与灌浆厚度之间的关系相关性较差。

关键词：海上风机；单桩基础；疲劳分析；沉桩分析我国海上风电这十年间经历了从无到有，目前水深较浅、风资源较好、离岸距离较近的、开发成本相对较低的风电场基本已经建设完成或正在建设中，后续海上风电将越来越向深远海发展。

海上风电的建设和工作环境十分复杂。

目前安装使用的海上风力发电机逐渐从最初的2MW，发展到如今的8MW，未来甚至达到20 MW。

而对应的风机的高度可以达到125m，叶片直径达到120m。

由于风、浪和海流的作用，海上风机基础受到巨大的水平荷载和倾覆弯矩作用。

随着水深的增加，风电机组容量加大，风机基础越来越向刚度大、受力面相对较小的导管架基础方向发展。

1导管架基础灌浆材料导管架基础主要由过渡段、导管架及下部钢管桩组成，如图1所示。

其中导管架基础与钢管桩之间主要依靠高强灌浆连接。

灌浆材料的性能，包括压缩、拉伸、弯曲、抗折等强度指标决定了基础的整体安全性。

因此灌浆材料的价格较高，若灌浆段长度、厚度设计过短，结构的安全性难以保证，若灌浆段长度、厚度设计过大，将造成材料的浪费，甚至产生不利的影响，因此需要对灌浆材料进行敏感性分析。

图1 导管架基础模型《海上风电导管架结构与桩基灌浆连接施工工艺》[1]给出了6种国内外常见的灌浆材料。

本文根据6种灌浆材料的各项指标，综合考虑各家材料的特性，最终采用指标见表1进行灌浆材料敏感性分析。

海上风机单桩基础水平位移敏感性分析许成顺;孙毅龙;张小玲;席仁强【摘要】海上风机结构属于高耸结构,风机基础过大的水平位移,将会影响风机结构的整体稳定性,因此研究风机基础的水平位移的影响因素规律具有重要意义.基于OPENSEES有限元平台,建立海上风机动力分析模型,探讨了水体附加质量对桩基桩顶水平位移的影响,同时分析了海水深度、钢管桩壁厚、土的有效重度、内摩擦角、不排水剪切强度等因素对风机基础桩顶水平位移的敏感性.研究结果表明水体附加质量对大直径钢管桩的桩顶水平位移影响较小,最大约为1％;砂土地基中,影响桩顶水平位移的主要参数是内摩擦角,软粘土地基中,影响桩顶水平位移的主要参数是钢管桩的桩径;在砂土和软粘土中,桩基础的埋深对桩项水平位移的影响均存在一个临界深度.【期刊名称】《海洋技术》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】7页(P82-88)【关键词】海上风机;单桩基础;水平位移;OPENSEES;敏感性分析【作者】许成顺;孙毅龙;张小玲;席仁强【作者单位】北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124;北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TU470;P74海上风力发电具有占地面积少、对环境影响小、运营时间长等特点，越来越受到各国能源界的重视[1-2]。

风机是高耸结构，桩顶水平位移会在风机顶端产生放大效应，单桩基础过大的桩顶水平位移会影响风机结构的整体稳定性[3]，因此桩顶水平位移是风机基础设计中要考虑的重要因素。

在海上风机研究中，Liao W M等[4]进行了海上风机单桩基础室内缩尺试验，研究了风机基础在动荷载作用下的水平位移、桩的挠曲等动力变形特性。

AchmusM等[5]建立了数值模拟模型，引入了土体累积变形的影响，研究结果表明土体的累积变形与桩的埋深、桩径、荷载周期密切相关。

ANSYS软件分析摩擦桩几种设计方法
康海贵;郇彩云
【期刊名称】《四川建筑》
【年(卷),期】2009(39)4
【摘要】结合某工程CB271单立柱平台地质资料,应用3种理论方法、大小2种荷载工况,以有限元单元法分析单根摩擦桩的受力特性.m法、p-y曲线法、ANSYS 实体建模分析桩土相互作用,并对计算结果做出比较分析.
【总页数】2页(P69-70)
【作者】康海贵;郇彩云
【作者单位】大连理工大学,辽宁大连,116024;大连理工大学,辽宁大连,116024【正文语种】中文
【中图分类】TU473.1+1
【相关文献】
1.应用ANSYS软件分析温度对测量半球形薄壁零件尺寸的影响
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5.中、法两国桥梁摩擦桩长度设计方法的差异分析
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第50卷第1期2021年2月船海工程SHIP&OCEAN ENGINEERINGVol.50No.1Feb.2021DOI：10.3963/j.issn.1671-7953-2021-01.024海上风电大直径单桩基频率因素的数分析，马，，吴，陈帮(明阳智慧能源集团股份公司，广东中山528400)摘要:针对海上风电整机结构其低阶固有频率的控制问题，基于有限元分析技术开展小直径桩土相互作用的数值模拟分析，与试验结果、API P算结果进行对比，验证了数值模型的适用性,分析大直径单桩结构桩内土芯、冲度、表层施对整频率的，结表明，基于元实体单元计算所得一、整频率要明显大于传统方法计算结果;桩内土芯对一、整频率小;在一定范围内，随着冲度的，一、频率明显，认为传统方法对于大直径单桩的适用；在实际工程中，桩内土芯的忽略;对于大直径单桩，在一围内可以忽略冲刷的影响。

关键词:大直径单桩;固有频率;土芯;冲刷深度中图分类号：U661.43文献标志码：A文章编号：1671最953(2021)01-0099-05海上风机基础的制作和安装费用约占风电机组工程总成本的20%〜30%(门$，内海上风电场的风电基础结构类型主要力式基础、单桩基础、基、负压桶式基础、基等结构(2)$中，大直径单桩具有结构型简单，方法成熟以及施工维护较为方便等优点,是海上风电场近浅海水域开发过程中应用多的基础型式(3)$由于风、波浪、海等外部环境荷载作用，使风电结构相当大的水平力和弯矩荷载。

整的频率开叶轮转动频率区间，以证整体生，满足 安全使用的要求。

为此，重点分析大直径桩的桩相互作用以及桩内土芯、冲度等因素对整频率的$1桩土作用数值模型验证1.1有限元模型验证的模型是出自Maw lock(4)在Sabine地区的试桩，荷载作用位置距0.3m，桩的度为12.81m$三轴试验中最大主应力差一半时的应收稿日期：2020-07-14修回日期：2020-08-21第一作者:孙肖菲&1991-)，男，硕士，助理工程师研究方向:海上基础结构变值.5。

1841 引言近年来，海上风能作为清洁、绿色、可再生能源而有着广阔的发展前景。

大直径单桩基础由于其承载力大、抗弯性能好、造价相对较低等特点在海上风电项目中广泛应用，在我国和欧洲海上风电基础建设中所占比分别高达65%和74%。

桩基基础结构性能直接影响海上风电大直径桩基结构整体的稳定性，而其中桩土相互作用问题和大直径桩基荷载传递机制的研究至关重要，至今还没有比较理想的承载力计算方法。

深入研究大直径桩基荷载传递机制不仅可以发展桩基理论，也可以满足工程界的建设要求。

本文从理论研究、数值分析和试验研究的方法分析了海上风电大直径桩基设计研究现状，为工程实际研究大直径桩基承载性状和桩土作用提供了极其重要的参考依据。

2 理论研究海上风电桩基础不仅要承受长期作用于风电机结构的永久荷载，基础服役期间作用在上面的活荷载，还要承受风荷载、波浪荷载、海流荷载、海冰荷载等更为复杂的环境荷载，如下表1所示；图1 海上风电机组受荷模型表1 海上风电桩基础承受的环境荷载荷载类型计算公式风荷载塔架风荷载：1海上风电桩基础承受的环境荷载：11201W F K K p A =⋅⋅⋅（1）风机风载：1海上风电桩基础承受的环境荷载：22W H F p A =⋅（2）波浪荷载1海上风电桩基础承受的环境荷载2124W D M D du F C Du u C dtπρρ=+（3）海流荷载1海上风电桩基础承受的环境荷载212D D CF C AU ρ=（4）海冰荷载1海上风电桩基础承受的环境荷载12ice e F m K K R b h=⋅⋅⋅⋅⋅（5）其中，K 1为风载荷性状系数，K 2为风压高度变化系数，p 0为基本风压，A 1为受风面积；p H 为作用在风轮上的气动荷载，A 2为受风面积[5]；C D 为垂直于构件轴线的拖拽力系数，C M 为惯性系数，ρ为海水的密度，D 为圆形构件直径，u 为垂直于构件轴向的水质点相对于构件的速度分量；U C 为设计流速，A 为单位长度构件垂直于海流方向的投影面积；m 为桩柱形状系数，K 1为局部挤压系数，K 2为桩柱与冰层的接触系数，R e 为冰块试样的极限抗压强度，b 为桩柱宽度或直径，h 为冰层计算厚度。

专利名称：单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构专利类型：实用新型专利
发明人：孙杏建,郇彩云,姜贞强,沈锦宁,周胡
申请号：CN201420524758.0
申请日：20140912
公开号：CN204212174U
公开日：
20150318
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构。

本实用新型的目的是提供一种单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构，设置小直径斜桩辅助增加整体结构水平承载力，减小中心单桩钢管桩重量与直径，减少海上钢管桩制作施工难度。

本实用新型的技术方案是：一种单桩加斜桩支撑式海上风机基础结构，具有单桩钢管桩和通过上下法兰连接的上部法兰连接段，且上下法兰之间通过高强螺栓拧紧连接，其特征在于：所述法兰连接段通过封闭连接管型的连接件与一组连接套管焊接成整体，该连接套管引导对应的斜管桩斜向打桩至设计高程，并采用灌浆与斜管桩连接为整体。

本实用新型适用于海上风电工程技术领域。

申请人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
地址：310014 浙江省杭州市下城区潮王路22号
国籍：CN
代理机构：杭州九洲专利事务所有限公司
代理人：韩小燕
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24作者简介：李艳贞（1983-），女，高级工程师。

主要从事船舶与海洋工程设计工作。

黎 剑（1980-），男，助理工程师。

主要从事船舶建造、设计、管理、工艺工作。

收稿日期：2020-04-03考虑桩土相互作用的海上风电站防撞能力研究李艳贞1，黎 剑2（1.广州船舶及海洋工程设计研究院，广州 510250； 2.广东凯力船艇股份有限公司，东莞 523000）摘 要：桩与土之间的相互作用对导管架式海上风电站结构的防撞能力有较大影响。

本文针对不同的地基土特性，利用瞬态仿真程序MSC.Dytran 对一艘5000t 多用途工作船撞击海上风电站的动态过程进行了数值计算。

计算结果表明，地基土的软硬程度对海上风电站结构的损伤特性、碰撞载荷大小以及结构的能量吸收有比较明显的影响。

关键词：海上风电站；桩土相互作用；船舶碰撞；结构抗撞性中图分类号：U661.4 文献标识码：AAnti-collision Ability of Offshore Wind Turbine Considering Pile-soilInteractionLI Yanzhen 1, LI Jian 2( 1. Guangzhou Marine Engineering Corporation, Guangzhou 510250; 2. Guangdong K-Link Shipbuilding Co., Ltd., Dongguan 523000 )Abstract: Pile-soil interaction has great influence on the anti-collision ability of offshore wind turbines. By using the transient simulation program MSC.DYTRAN, the dynamic process of a 5000t multi-purpose working ship impacting an offshore wind turbine in the lateral direction is numerically calculated based on different characteristics of foundation soil. Calculation results show that soil rigidity has obvious influence on the structural damage characteristics, collision load and energy absorption of offshore wind turbines.Key words: Offshore wind turbine; Pile-soil interaction; Ship collision; Structural anti-collision characteristics1 前言近年来，世界海上风电场的建设进入了规模化发展时期，全球海上风电机组总装机容量已超过23 GW。

p-y曲线法在海上风电基础桩土作用计算中的适用性研究李炜;陈法波;吕娜;郇彩云;朱彬彬;赵朝志【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2011(037)010【摘要】p-y曲线能够反映桩土非线性特征,是API,DNV等规范推荐的一类桩-土相互作用分析方法,其计算公式是根据现场试桩数据归纳所得,但多为3m直径以内的试桩,对于直径4～6m甚至更大的海上风电单桩基础结构而言,p-y曲线法的适用性值得商榷.然而,直接针对这类大直径单桩进行现场试验来获取p-y曲线并对规范推荐公式进行验证或修正难度较大,为此,采用数值仿真技术,通过有限元模拟,对p-y 曲线法的适用性进行了计算和分析.结果表明,规范给出的p-y曲线用于海上风电大直径钢管桩桩-土仿真分析误差较大.【总页数】4页(P96-99)【作者】李炜;陈法波;吕娜;郇彩云;朱彬彬;赵朝志【作者单位】中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州310014;中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州310014;中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州310014;中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州310014;中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州310014;中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TK81;O242.1【相关文献】1.桥梁桩基础计算中p-y曲线法与m法的对比研究 [J], 燕斌;王志强;王君杰2.P-y曲线法在海上风机单桩基础桩土分析中的应用 [J], 沈学明3.p-y曲线法和m法在桶基平台计算中的对比研究 [J], 张杰峰;姜萌4.软土场地桥梁桩基础计算中m法与p-y曲线法研讨 [J], 柏小勇; 何琦; 赵阳5.小应变模型与p-y曲线法在海上风电大直径单桩基础上的运用比较 [J], 石玉琪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

海上风机桩式基础结构形式综合模糊优选翟钢军;李玉刚;康海贵【摘要】针对海上风机基础设计中经常遇到复杂的方案优化选型问题,将多因素、多级模糊优选理论引入到基础的设计选型中.针对影响因素复杂、确定隶属函数主观因素较强的情况, 成功引入因素的优先关系法来确定优选矩阵的隶属度, 较好地解决了确定隶属函数的人为影响.通过此优选模型成功地将影响基础设计选型的13 种主要因素和4 种桩基基础设计形式进行了多级模糊综合优选决策,得到了比较理想的决策结果, 为海上风机基础设计选型提供了新的思路.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2010(012)011【总页数】7页(P40-46)【关键词】海上风机;桩基;选型优化;模糊决策【作者】翟钢军;李玉刚;康海贵【作者单位】大连理工大学建设工程学部,辽宁大连,116024;大连理工大学建设工程学部,辽宁大连,116024;大连理工大学建设工程学部,辽宁大连,116024【正文语种】中文【中图分类】TM3151 前言受化石能源资源日趋枯竭、能源供应安全和环境压力等的驱动，近年来世界开始重视利用丰富的海上风能资源，欧盟最早在北海和波罗地海浅海区域兴建了大规模的风电场，其中桩式结构是最常见的风机基础结构［1］。

海上风机与陆地结构相比它所处的海洋环境十分复杂和恶劣，是高风险高投入的工程项目，如何降低海上风电成本是当前乃至今后海上风电发展的主要目标，其中基础结构被公认为造成海上风电成本较高的主要因素之一，对基础结构进行优化设计十分必要。

海上风机基础的优化设计，首先应是结构形式的优选，在一定的海洋环境、海底地质状况及施工条件下，必定存在一些相对适用的结构形式。

海上风电场基础结构形式方案的优选涉及的指标和考虑的因素很多，其中有些因素是确定性的，而有些因素往往带有模糊性的特点。

传统的海洋工程基础结构选型中，决策者多以非此即彼的思想对结构选型进行决策，选出相对适宜的基础结构形式。

考虑桩土相互作用近海风电系统模态分析刘凌飞【摘要】The offshore structure must consider the pile-soil interaction. Different short-cut method for the structure with jacket foundation for onshore wind power generation is introduced. Modals are solved for different models by die software of ANSYS. The result of different models is compared. The conclusion is modal analysis of these structures must consider the pile-soil interaction.%近海工程结构必须考虑桩土相互作用的影响.介绍了采用导管架结构的近海风力发电结构基础的不同简化方法.对于不同的简化方法,用ANSYS软件对不同的模型进行了模态分析,求出了前6阶自振频率,并且将不同约束条件下所得结果相互比较,探讨了适用于求解自振频率的简化方法.得到了此类结构进行模态分析时必须考虑桩土相互作用的结论.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2012(034)004【总页数】2页(P86-87)【关键词】m法;风力发电;模态;桩土相互作用【作者】刘凌飞【作者单位】华南理工大学土木与交通学院,广州510640【正文语种】中文【中图分类】TU311.3为了防止采用导管架结构的近海风力发电结构共振，模态是这种结构设计过程中要考虑的一个重要方面。

陆上风力发电系统进行模态分析的时候都是以基础顶面为固定端。

采用桩基础的近海工程结构分析时，有几种常用的基础部分简化方法。

可以用线性弹簧考虑桩土相互作用，可以用非线性弹簧考虑桩土相互作用，也可以将桩基础固定在泥面以下6倍桩径处。