海水腐蚀对海上风电桩基单桩水平承载特性影响的数值模拟研究.docx

海水腐蚀对海上风电桩基单桩水平承载特性影响的数值模拟研究
海水腐蚀对海上风电桩基单桩水平承载特性影响的数值模拟研究
摘要：本论文通过数值模拟方法研究了海水腐蚀对海上风电桩基单桩水平承载特性的影响。采用有限元方法，建立了一个三维模型，并考虑了海水腐蚀对桩体材料的损伤程度。通过对比不同腐蚀等级下的桩基水平承载特性，在实际工程中提供了理论依据。
引言：海上风电作为一种新兴的清洁能源形式，具有巨大的发展潜力。然而，由于长期受到海水的浸泡和腐蚀，风电桩基的水平承载特性可能会受到影响。因此，对海水腐蚀对风电桩基水平承载特性的影响进行研究，对于设计和施工具有重要意义。
方法：本论文采用有限元法进行数值模拟。首先，建立了一个三维风电桩基模型，包括桩身和桩帽。然后，通过对桩体材料的物理和力学参数进行描述，考虑了海水腐蚀对桩体材料的损伤程度。最后，使用ABAQUS软件对模型进行数值计算，并分析不同腐蚀等级下的桩基水平承载特性。
结果与讨论：通过数值模拟得出的结果表明，在相同的静荷载作用下，桩体的水平承载能力随着海水腐蚀等级的增加而降低。当海水腐蚀等级为0级时，桩基的水平承载能力最高；当海水腐蚀等级为3级时，桩基的水平承载能力最低。这是由于海水腐蚀会导致桩体内部的材料剥落、酸碱侵蚀等现象的发生，从而降低了桩体的强度和刚度。此外，还发现桩帽的刚度对桩基水平承载特性的影响较小。
结论：本研究通过数值模拟方法研究了海水腐蚀对海上风电桩基单桩水平承载特性的影响。结果表明海水腐蚀会显著降低桩基的水平承载能力。因此，在实际工程中，应当合理选择桩基的防腐材料和控制海水腐蚀的程度，以确保风电桩基的安全可靠。
关键词：海水腐蚀；风电桩基；水平承载特性；数值模拟；有限元法
Abstract:Thispaperpresentsanumericalsimulationstudyonthehorizontalbearingcharacteristicsofsingle-pilefoundationsforoffshorewindturbinesundertheinfluenceofseawatercorrosion.Athree-dimensionalmodelisestablishedusingthefiniteelementmethod,consideringthedegreeofmaterialdamagecausedbyseawatercorrosion.Bycomparingthehorizontalbearingcharacteristicsofpilefoundationsunderdifferentcorrosionlevels,thisstudyprovidestheoreticalsupportforpracticalengineering.
Introduction:Offshorewindpowerisanemergingformofcleanenergywithgreatdevelopmentpotential.However,thehorizontalbearingcharacteristicsofwindturbinefoundationsmaybeaffectedbylong-termexposuretoseawatercorrosion.Therefore,studyingtheimpactofseawatercorrosiononthehorizontalbearingcharacteristicsofwindturbinefoundationsisofgreatsignificancefordesignandconstruction.
Methods:Thefiniteelementmethodisemployedfornumericalsimulationinthisstudy.First,athree-dimensionalmodelofthewindturbinefoundationisestablished,includingthepileshaftandpilecap.Then,thedegreeofmaterialdamagecausedbyseawatercorrosionisconsideredbydescribingthephysicalandmechanicalparametersofthepilematerial.Finally,theABAQUSsoftwareisusedfornumericalcalculation,andthehorizontalbearingcharacteristicsofthepilefoundationunderdifferentcorrosionlevelsareanalyzed.