考虑土-斜桩相互作用的近海风机支撑结构动力行为研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51708179
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Offshore wind turbines (OWT) have a rapid development in the east coasts of China where is an active seismic region. As an efficient way to resist horizontal loads, inclined pile groups have been widely used in OWTs of China. The influence of soil-inclined pile interaction on OTWs becomes a key problem for the seismic fortification and long-term stable operation of OTWs. Therefore, this project would take the “stiffness degradation of soil-interaction between soil and inclined piles-system dynamic model” as the main line to study the dynamic behavior of an OWT with the consideration of soil-inclined pile interaction effect. Firstly, horizontal cyclic load test of a scaled OWT model supported on an inclined pile group, together with the cyclic triaxial test of soil, will be performed to establish a mathematical model for the description of the soil cyclic degradation; Secondly, the impedance of the inclined pile group which is embedded in layered saturated half-space with a degraded area, will be derived based on the theory of saturated porous media. Thirdly, the dynamic conventional governing equation of the soil-inclined pile-support structure system can be established based on the substructure method. The time history analysis and natural frequency of OWT can be obtained by employing the step-by-step integration method and the complex model theory, respectively. The validity and efficiency of the present procedure will be verified by the results obtained by shaking table test and cyclic loading test of the OWT system. The dynamic mechanism of OWT effected by the soil-inclined pile interaction would be demonstrated based on the parametric analysis. The achievements from the present project will provide both theoretical interest and engineering value for the seismic design and natural frequency prediction of OWTs.
我国风电场迅速发展的东部沿海地区属地震活跃区,为了更好的抵抗水平环境荷载,斜桩承台基础在国内风机设计中得到了广泛应用。考虑土-斜桩相互作用对风机支撑结构的动力行为影响,是实现风机结构抗震设防和长期稳定运行要解决的关键问题。鉴于此,本项目以“土体弱化效应—桩土相互作用—系统力学模型”为主线,进行了以下研究:(1)开展饱和土循环三轴试验以及风机支撑结构模型水平循环加载试验,建立描述桩周土循环弱化规律的数学模型;(2)基于饱和多孔介质理论,推导埋置于含有弱化域饱和土中的斜桩承台基础阻抗函数;(3)采用子结构法建立土-斜桩-风机支撑结构系统的半解析动力学模型,参数化分析影响风机支撑结构地震响应及其动力特性演变的关键因素及其影响规律,揭示土-斜桩相互作用对风机支撑结构动力行为的影响机理。本项目的研究成果为近海风机支撑结构的抗震设计及其服役期内的自振频率演变预测提供理论依据。

结项摘要

近海风机支撑结构长径比大、侧向刚度小,属于典型的长周期结构,土-斜桩动力相互作用效应对风机支撑结构的动力行为有着显著的影响。本项目提出了研究地震作用下土-斜桩-风机支撑结构系统动力响应的半解析方法,参数化分析桩、土参数对动力相互作用的影响规律。主要工作包括:1)基于弹性半空间理论以及连续梁振动理论,推导了考虑桩周土扰动效应的桩基振动阻抗及相邻斜桩动力相互作用因子;2)基于切比雪夫多项式建立了描述斜桩群基础阻抗频率依赖性的递归集总参数模型;3)基于上述递归集总参数模型,建立了考虑土-斜桩-风机支撑结构耦合的半解析动力学模型,利用逐步积分法求解地震作用下风机支撑结构的时程响应。该方法程序简单,计算量小,参数确定方便,具有较强的实用性,为解决地震作用下风机结构的动力学响应分析奠定了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
分数导数描述的层状饱和土中考虑扰动效应的直桩垂直阻抗
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王珏;高玉峰
  • 通讯作者:
    高玉峰
基于阻抗函数的土-基础-风机支撑结构地震响应建模方法
  • DOI:
    10.21656/1000-0887.390114
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用数学和力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王珏;周叮
  • 通讯作者:
    周叮
基于子结构方法的土-结构动力相互作用半解析方法研究现状综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    世界地震工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王珏;周叮
  • 通讯作者:
    周叮
Vertical impedance of a pile in layered saturated viscoelastic half-space considering radial inhomogeneity
考虑径向不均匀性的层状饱和粘弹性半空间桩的竖向阻抗
  • DOI:
    10.1016/j.soildyn.2018.04.036
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Soil Dynamics and Earthquake Engineering
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang Jue;Gao Yufeng
  • 通讯作者:
    Gao Yufeng
Vertical impedance of a tapered pile in inhomogeneous saturated soil described by fractional viscoelastic model
分数阶粘弹性模型描述非均质饱和土中锥形桩的竖向阻抗
  • DOI:
    10.1016/j.apm.2019.05.006
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Applied Mathematical Modelling
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Wang Jue;Zhou Ding;Zhang Yuquan;Cai Wei
  • 通讯作者:
    Cai Wei

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其他文献

MgO/HZSM-5中MgO分散状态和催化性能的关系
  • DOI:
    10.3866/pku.whxb20011102
  • 发表时间:
    2001-11-15
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    王珏;赵璧英;谢有畅
  • 通讯作者:
    谢有畅
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  • DOI:
    10.1186/s12864-022-08853-6
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生物医学工程学杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王珏
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄欢;王珏;卢守莲;孙丽洲
  • 通讯作者:
    孙丽洲
大气压尖板电极结构重复频率纳秒脉冲放电中X射线辐射特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    章程;邵涛;牛铮;张东东;王珏;严萍
  • 通讯作者:
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慢性肾功能衰竭的治疗现状及研究前景
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    现代生物医学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王磊;王珏;付强;邱建新;马建军;保庭毅
  • 通讯作者:
    保庭毅

其他文献

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王珏的其他基金

随机地震下海水-海床-管桩式风机系统的动力特性演化及惯容减震优化
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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