本文選題：擴(kuò)底錨桿　切入點(diǎn)：Q-S曲線　出處：《沈陽建筑大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前可再生能源中僅次于水力發(fā)電的技術(shù)最成熟、最具規(guī)模化開發(fā)的發(fā)電方式之一。近年來,國內(nèi)許多風(fēng)電場工程已相繼建成發(fā)電或正在建設(shè),但涉及風(fēng)電機(jī)組安全的風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直沒有專門的設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)計(jì)中一般借鑒建筑、電力等行業(yè)的相關(guān)規(guī)范。借鑒其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),造成風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)偏于保守。風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要受到風(fēng)的橫向水平作用,在水平作用下使基礎(chǔ)穩(wěn)定不傾覆,就十分重要了。傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)為重力式擴(kuò)大基礎(chǔ),但它不能很好發(fā)揮巖體的力學(xué)性能,由此改進(jìn)一種新型的風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)：巖石錨桿基礎(chǔ)。擴(kuò)底錨桿是一種特殊錨桿,是在原有等截面錨桿的基礎(chǔ)上,在錨桿底部通過專用設(shè)備形成“擴(kuò)大頭”,因而稱之為“擴(kuò)底錨桿”。擴(kuò)底錨桿的擴(kuò)大頭把一部分樁身摩阻力轉(zhuǎn)化為端阻力,從而提高了抗拔承載力。由于它具有抗拔性能好的優(yōu)點(diǎn),近年來,在工程中,尤其是輸電線路和地下結(jié)構(gòu)中得到了比較廣泛的應(yīng)用。目前,對擴(kuò)底錨桿的理論研究還未跟上應(yīng)用水平,擴(kuò)底錨桿的承載能力只有通過現(xiàn)場荷載試驗(yàn)才能確定。但是試驗(yàn)不僅花費(fèi)時間長、耗資巨大、代表性差,而且很難測出完整的Q-S曲線。因此有必要對擴(kuò)底錨桿的承載性狀進(jìn)行探討,提出更為合理的確定擴(kuò)底錨桿承載力的數(shù)值模擬方法。本文選用了ANSYS數(shù)值計(jì)算軟件建立了擴(kuò)底錨桿-巖土相互作用模型,對擴(kuò)底錨桿的受力性狀進(jìn)行了深入細(xì)致的探討和分析。研究的主要內(nèi)容有：(1)采用有限元方法,利用通用有限元軟件ANSYS建立軸對稱分析模型,錨桿-巖土之間設(shè)置接觸單元模擬錨桿-巖土的分離與滑動,考慮土體初始應(yīng)力與大變形,模擬錨桿在上拔荷載作用下的工作機(jī)理。(2)擴(kuò)底錨桿抗拔機(jī)理、荷載傳遞規(guī)律以及巖土體變形破壞機(jī)理進(jìn)行了分析,得到了其極限承載力并與目前世界上一些國家基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中仍普遍采用的“土重法”計(jì)算理論進(jìn)行比較。并在此基礎(chǔ)上探討了影響擴(kuò)底錨桿抗拔極限承載力的主要因素以及不同土層的情況下,擴(kuò)底錨桿的抗拔機(jī)理。(3)采用三維有限元方法,錨桿-巖土間設(shè)置接觸,研究多根擴(kuò)底錨桿在上拔荷載作用下的承載力。討論了多根擴(kuò)底錨桿共同作用下的承載機(jī)理以及群錨作用對豎向受荷擴(kuò)底錨桿承載力的影響。最后對本文工作進(jìn)行了總結(jié),歸納出了本文的主要結(jié)論,并給出了今后的研究方向。
[Abstract]:Wind power generation is one of the most mature and large-scale power generation methods in renewable energy. In recent years, many wind farm projects in China have been built to generate electricity or are under construction. However, there has been no special design specification for wind turbine foundation design involving wind turbine safety. The design generally draws lessons from the relevant codes of construction, electricity and other industries, and draws lessons from other industry standards. The wind turbine foundation design is conservative. The wind turbine is mainly affected by the horizontal wind. It is very important to make the foundation stable and not overturned under the horizontal action. The traditional fan foundation is gravity expansion foundation. But it can not give full play to the mechanical properties of rock mass, so it can improve a new type of fan foundation: rock anchor base, which is a special kind of anchor, which is based on the original anchor with equal section. The "enlarged head" is formed by special equipment at the bottom of the anchor rod, so it is called "enlarged anchor rod". The enlarged head of the expanded anchor rod transforms part of the pile friction into end resistance. It has been widely used in engineering in recent years, especially in transmission lines and underground structures. The theoretical research on the belled anchor rod has not kept up with the application level, and the bearing capacity of the belled anchor rod can only be determined by the field load test, but the test takes not only a long time, a huge cost, but also a poor representativeness. And it is difficult to measure the complete Q-S curve. Therefore, it is necessary to discuss the bearing behavior of the belled anchor. A more reasonable numerical simulation method for determining the bearing capacity of reamed anchor rod is put forward. In this paper, the ANSYS numerical calculation software is used to establish the model of the rock-soil interaction between the belled anchor rod and the rock-soil. The mechanical behavior of belled anchor rod is discussed and analyzed in detail. The main content of the study is: using finite element method, using the general finite element software ANSYS to establish the axisymmetric analysis model. The contact element between anchor and rock soil is set up to simulate the separation and sliding of anchor rod and rock soil. Considering the initial stress and large deformation of soil, the working mechanism of anchor rod under uplift load is simulated. The law of load transfer and the mechanism of deformation and failure of rock and soil are analyzed. The ultimate bearing capacity is obtained and compared with the calculation theory of "soil weight method", which is still widely used in the foundation design codes of some countries in the world at present. On this basis, the influence of the ultimate bearing capacity of the reamed anchor rod on the pull-out ultimate bearing capacity is discussed. In the case of major factors and different soil layers, Three dimensional finite element method is used to establish contact between anchor rod and rock soil. The bearing capacity of multiple reamed anchor rods under uplift load is studied. The bearing mechanism and the effect of group anchors on the bearing capacity of bolting bolts under vertical loading are discussed. Finally, the work of this paper is summarized. The main conclusions of this paper are summarized and the future research directions are given.
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU473.1

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本文編號：1615204