本文關(guān)鍵詞：季節(jié)凍土區(qū)光伏支架螺旋樁基受力性能研究

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【摘要】：近年來(lái),光伏發(fā)電作為一種可再生能源得到越來(lái)越多的關(guān)注,在種類與功能上有了較大的提升。螺旋樁作為光伏設(shè)備的基礎(chǔ)部分,具有適應(yīng)各種地形環(huán)境、施工快速便捷等優(yōu)點(diǎn),成為近年來(lái)大力推廣和應(yīng)用的光伏工程樁型,然而目前針對(duì)應(yīng)用較廣的季節(jié)凍土區(qū)光伏螺旋樁基的研究工作仍相對(duì)缺乏。季節(jié)凍土區(qū)的光伏螺旋樁基需要既能滿足光伏工程和安全性要求,又能節(jié)約工成本,因此本文依托通遼地區(qū)的光伏項(xiàng)目,通過(guò)ABAQUS有限元軟件對(duì)季節(jié)凍土區(qū)光伏螺旋樁基礎(chǔ)在季節(jié)凍結(jié)期和融化期在豎向和水平荷載作用下的受力、位移等特征以及螺旋樁設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)其抗凍拔性能的影響規(guī)律進(jìn)行了研究,從而更好地了解了季節(jié)凍土區(qū)光伏螺旋樁基礎(chǔ)的工作機(jī)理與特性,為實(shí)際工程設(shè)計(jì)應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。本文主要在三個(gè)方面進(jìn)行了研究工作并獲得了相關(guān)成果:(1)對(duì)季節(jié)凍土區(qū)光伏螺旋樁基礎(chǔ)及周圍土體在11月至2月凍結(jié)期與3月至6月融化期的溫度場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算分析。研究了螺旋樁基礎(chǔ)在不同溫度場(chǎng)作用下,樁基礎(chǔ)與土體的位移,應(yīng)力等力學(xué)性能,并將螺旋樁基礎(chǔ)與普通直桿樁基礎(chǔ)進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)其凍拔位移比直桿樁降低了30%。(2)計(jì)算分析了在季節(jié)凍結(jié)和融化期,豎向荷載單獨(dú)作用下及上拔和水平荷載共同作用下不同樁型參數(shù)的光伏螺旋樁基礎(chǔ)的受力狀態(tài)和分布特征,位移變化規(guī)律,以及不同因素對(duì)其承載性能的影響及其極限值。(3)研究并獲得了季節(jié)凍結(jié)期光伏螺旋樁基礎(chǔ)的長(zhǎng)度,葉片寬度、間距、葉片厚度等樁型參數(shù)對(duì)光伏螺旋樁抗凍拔性能的影響規(guī)律,并且給出了針對(duì)季凍區(qū)光伏螺旋樁基礎(chǔ)各個(gè)樁型參數(shù)的合理值。
【關(guān)鍵詞】：季節(jié)性凍土 光伏螺旋樁 凍結(jié)-融化 抗凍拔
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題來(lái)源及研究的背景和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 非凍土地區(qū)樁基研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 凍土地區(qū)樁基研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 螺旋樁的應(yīng)用與發(fā)展12-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 季凍區(qū)光伏樁基有限元模型的建立15-27
• 2.1 通遼季凍區(qū)光伏場(chǎng)地工程概況15-17
• 2.1.1 自然地理狀況15
• 2.1.2 光伏支架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)15-17
• 2.2 ABAQUS 6.13有限元軟件簡(jiǎn)介17
• 2.3 模型的建立17-23
• 2.3.1 模型樁型參數(shù)的確定17-18
• 2.3.2 材料參數(shù)的選取18-19
• 2.3.3 接觸面的定義19-20
• 2.3.4 定義分析步20
• 2.3.5 選擇單元與劃分網(wǎng)格20-21
• 2.3.6 邊界條件21-22
• 2.3.7 土體本構(gòu)關(guān)系的選取22-23
• 2.4 初始地應(yīng)力平衡23-24
• 2.4.1 平衡地應(yīng)力的原因23
• 2.4.2 平衡地應(yīng)力的方法23-24
• 2.4.3 平衡地應(yīng)力應(yīng)達(dá)到的要求24
• 2.4.4 平衡地應(yīng)力結(jié)果24
• 2.5 土體模型半徑的確定24-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第3章 光伏樁基礎(chǔ)季節(jié)凍融特征計(jì)算與分析27-51
• 3.1 熱力學(xué)參數(shù)的確定27-28
• 3.2 模型熱學(xué)參數(shù)的選取28
• 3.3 熱學(xué)邊界條件的確定28-30
• 3.4 網(wǎng)格劃分30
• 3.5 光伏螺旋樁基礎(chǔ)季節(jié)凍結(jié)期特征分析30-41
• 3.5.1 季節(jié)凍結(jié)數(shù)值模擬結(jié)果30-31
• 3.5.2 凍結(jié)期光伏螺旋樁基礎(chǔ)與土體的位移及受力分析31-41
• 3.6 光伏螺旋樁基礎(chǔ)季節(jié)融化期特征分析41-50
• 3.6.1 季凍區(qū)光伏螺旋樁基礎(chǔ)融化過(guò)程分析41-42
• 3.6.2 融化期光伏螺旋樁基礎(chǔ)與土體的位移及受力分析42-50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第4章 螺旋樁基礎(chǔ)在上拔和水平荷載下受力性能分析51-67
• 4.1 數(shù)值計(jì)算模型的建立51-53
• 4.1.1 建立螺旋樁基礎(chǔ)和土體的數(shù)值模型51
• 4.1.2 材料參數(shù)的選取51
• 4.1.3 網(wǎng)格劃分51
• 4.1.4 定義分析步51-52
• 4.1.5 荷載與邊界條件52
• 4.1.6 初始地應(yīng)力平衡52
• 4.1.7 數(shù)值模型的驗(yàn)證52-53
• 4.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析53-65
• 4.2.1 螺旋樁基礎(chǔ)承載力數(shù)值計(jì)算結(jié)果54-57
• 4.2.2 豎向和水平荷載共同作用下光伏螺旋樁基礎(chǔ)受力分析57-65
• 4.3 本章小結(jié)65-67
• 第5章 光伏螺旋樁樁型參數(shù)對(duì)凍拔性能的影響67-86
• 5.1 樁長(zhǎng)對(duì)光伏螺旋樁基礎(chǔ)抗凍拔性能的影響67-71
• 5.2 螺距對(duì)光伏螺旋樁基礎(chǔ)抗凍拔性能的影響71-75
• 5.3 葉片間隔距離對(duì)光伏螺旋樁基礎(chǔ)抗凍拔性能的影響75-79
• 5.4 葉片厚度對(duì)光伏螺旋樁基礎(chǔ)抗凍拔性能的影響79-81
• 5.5 葉片個(gè)數(shù)對(duì)光伏螺旋樁基礎(chǔ)抗凍拔性能的影響81-83
• 5.6 樁徑對(duì)光伏螺旋樁基礎(chǔ)抗拔性能的影響83-85
• 5.7 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論與展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-93
• 致謝93

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