地震荷载下复合筒型基础海上风机振动特性与超孔隙水压力实验研究

本文通过离心机振动台试验，创新性地研究了复合筒型基础(CBF)海上风机(OWT)在地震荷载下的振动特性与超孔隙水压力(EPWP)响应。研究发现上部结构质量增加会增强土-结构相互作用(SSI)效应，但大质量模型的地震响应反而较小，这为未来大容量风机替换提供了重要参考。研究采用TLJ-150离心机，对比分析了0.1-0.3g不同强度地震波(Chi-Chi/Kobe/acc100)作用下两种模型(不同集质量)的响应差异，成果对高震区OWT抗震设计具有指导价值。

　　

Highlight

复合筒型基础(CBF)作为海上风机(OWT)的新型基础，包含吸力筒、混凝土梁板系统和过渡段三部分。针对高震区海上风电场，本研究通过三组离心振动台试验（1组自由场+2组不同集质量模型），揭示了地震波类型和上部质量对OWT振动特性及超孔隙水压力(EPWP)的影响机制。

Test results and discussion

地震激励对OWT振动特性的影响

以模型A为例，分析不同地震波（Chi-Chi波等）及强度(0.1-0.3g)下的响应差异。数据显示：上部结构质量增大会增强惯性力，使土-结构相互作用(SSI)效应更显著。有趣的是，大质量模型的地震响应反而较小——这对未来更换大容量风机（质量更大）具有重要参考价值。

Conclusion

通过CBF-OWT体系的离心试验发现：

1. 1.

   上部质量增加会降低结构频率，但减弱地震响应；

2. 2.

   EPWP累积与地震强度呈正相关；

3. 3.

   不同地震波(acc100/Chi-Chi/Kobe)引发的液化程度差异显著。该成果为高震区OWT抗震设计提供了实验依据。