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摘要：目前针对风机基础的设计，规范还是采用线弹性承载能力极限法，并未考虑基础周围地基土的侧向抗力作用。本文采用DSEM地基阻尼模拟持力层地基土，在考虑基础-地基非线性接触的同时输入地震荷载，从而研究风机基础综合响应的规律。计算结果表明：在地层特性相对稳定的场地，地基阻尼能有效减小风机基础地震反应内力。随着深度的增加，最外侧基桩应力由主压应力变化为主拉应力，这可能引起混凝土开裂。
1、概况
风机基础是风力发电厂的重要建筑物，一旦破坏将会引起重大损失。《风电机组地基基础设计规定》FD 003-2007，第5.0.10条、9.3.3条规定，风机基础设计时应考虑地基刚度和桩-土-承台的相互作用。除此之外，地震区的风电场工程应考虑抗震设防要求，因此有必要研究地震作用下风机基础-地基相互作用问题。
2、工程概况
本项目风电场位于山东滨州境内，总装机容量100MW，共安装33台3000KW的风力发电机组。风机基础采用扩展式圆形基础，底面直径为20m，顶面直径6.8m，高4.1m。混凝土强度C40，桩基础直径500mm，桩长28m。根据《岩土工程勘察报告》，场址地貌类型为冲海积平原，地层主要有第四系全新统冲海积层（Q4al+m）和第四系上更新统冲海积层（Q3 al+m），岩性主要有粉质粘土、粉土、粉砂、粘土。地层情况如下：
从上面对比可知，由于考虑地基的黏性阻尼，基桩等效水平荷载减小，桩身地震反应内力也随之减小，降幅都在20%以上；同时由于地基土层从上到下变化的不均匀性质，在软硬地层交界处，桩-土耦合单元阻尼突变，桩身主应力由压应力变为拉应力，并随着深度的增加，这种现象变得明显。
5、结论
（1）本文利用ABAQUS有限元软件建立了风机基础-桩-地基模型，并采用DSEM地基阻尼模拟地基土，并与设计软件CFD对比了基桩内力和应力，得出一些有益结论；
（2）计算结果表明：考虑地基阻尼能有效减低桩基内力，但同时由于地层的突变，随着深度的增加，基桩应力由压应力变为拉应力，这可能引起混凝土开裂，应引起设计人员足够重视。
参考文献：
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[3]Mindlin R D．Force at a point in the interior of a semi-infinite solid[J]．Physics，1936，7：195-202．
论文作者:张博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：地基论文; 应力论文; 阻尼论文; 风机论文; 基础论文; 地层论文; 内力论文; 《电力设备》2017年第36期论文;