山东近海风电场复杂桩基础与水沙动力环境耦合作用机理及其冲刷防护方法研究
结题报告
批准号:
U1906230
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
247.0 万元
负责人:
郑金海
依托单位:
学科分类:
海岸工程与海洋工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑金海
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中文摘要
随着近海风机大型化快速发展,具有承载转化提升、施工工期缩短、建设成本可控等优势的复杂桩基础受到越来越多关注和应用。已有规范和经验多是基于大直径单桩基础,对于三脚架、导管架等新型复杂桩基础与水动力泥沙相互作用机理及其冲刷防护技术方法仍缺少系统认知和科学指导,亟需开展深入研究。本项目依托山东典型近海风电场工程,采用现场原型观测、物理模型试验和数值模拟分析相结合的手段,研究复杂桩基础在波流共同作用和高浓度泥沙环境中的土体弱化-冲刷耦合机理,阐明复杂桩基础在动床冲刷过程中自振频率降低、桩体变形累积、承载力退化等结构力学性能弱化特性;建立多尺度耦合的水动力-结构物-海床响应-泥沙运动-地貌演变三维数学模型,揭示复杂桩基群对邻近海域水沙运动和海岸冲淤演变的影响机制,提出复杂桩基础冲刷的创新防护方法,为山东规模化近海风电场的建设提供科技支撑。
英文摘要
Along with the rapid development of large-scale offshore wind turbine, the complex pile foundation with strong bearing capacity, controllable cost and short construction period has become more and more popular. Most existing methods and experience in protecting offshore wind turbine foundations have been established for the large-diameter monopile, but very little knowledge has been obtained for the newly developed complex pile foundations, e.g., tripod foundation and jacket foundation. A comprehensive investigation in this aspect is essential. In this study on the basis of typical offshore wind farm in Shandong, both laboratory experiments and numerical simulation will be conducted to investigate the following important topics: the combined failure mechanism for soil degradation and scour around complex pile foundations under wave-current coexisting and high-concentration environment; the dynamic response of pile structure influenced by seabed scour, including the frequency reduction of self-vibration, accumulative structure deformation and weakening of loading resistance; development of an integrated multi-scale numerical model for nearshore hydrodynamic processes, structure deformation, seabed response, sediment transport and morphological evolution; influences of offshore wind farm on the modifications of large-scale sediment pathway and coastal line evolution. The aim is to provide innovative protection method against scour for the construction of large-scale offshore wind farms at Shandong.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2022-0179
发表时间:2023
期刊:太阳能学报
影响因子:--
作者:纪仁玮;孙科;朱仁庆;张幸雨;张阁;张玉全
通讯作者:张玉全
DOI:10.1016/j.oceaneng.2023.115369
发表时间:2023-10
期刊:Ocean Engineering
影响因子:5
作者:Hao Chen;Jisheng Zhang;Fang Wang;Yakun Guo;Dawei Guan;Ling-yun Feng
通讯作者:Hao Chen;Jisheng Zhang;Fang Wang;Yakun Guo;Dawei Guan;Ling-yun Feng
Dynamic impedances of ring disks buried in arbitrary depths
埋在任意深度的环盘的动态阻抗
DOI:10.1080/19648189.2021.2004452
发表时间:2021-12
期刊:European Journal of Environmental and Civil Engineering
影响因子:2.1
作者:He Rui;Bai Xiaodong;Peng Wei;Zhang Jisheng
通讯作者:Zhang Jisheng
DOI:10.3390/jmse11122302
发表时间:2023-12
期刊:Journal of Marine Science and Engineering
影响因子:2.9
作者:Yushun Lian;Fan Zhong;Jinhai Zheng;Wenxing Chen;Gang Ma;Shan Wang;Solomon C. Yim
通讯作者:Yushun Lian;Fan Zhong;Jinhai Zheng;Wenxing Chen;Gang Ma;Shan Wang;Solomon C. Yim
DOI:10.1016/j.oceaneng.2022.113401
发表时间:2023-02
期刊:Ocean Engineering
影响因子:5
作者:Xiangfeng Lin;Jisheng Zhang;Dawei Guan;Jinhai Zheng;Hailong Wang;Bo Liu
通讯作者:Xiangfeng Lin;Jisheng Zhang;Dawei Guan;Jinhai Zheng;Hailong Wang;Bo Liu
复杂动力环境下海上风机大直径单桩基础微生物加固的防护机理研究
  • 批准号:
    U1906230
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    246万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    郑金海
  • 依托单位:
沙波地形上水流对波浪布拉格共振的影响机理研究
  • 批准号:
    51379071
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    郑金海
  • 依托单位:
河口海域波浪堆积的形成机理及其数值模拟研究
  • 批准号:
    50979033
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    郑金海
  • 依托单位:
波浪辐射应力垂向变化对波流相互作用流速剖面的影响
  • 批准号:
    50509007
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    郑金海
  • 依托单位:
国内基金
海外基金