冲刷深度对海上风电塔地震动力响应的影响分析

宋波^1,2，赵伟娜^1,2，双妙^1,2

1. 北京科技大学土木与资源工程学院2. 北京科技大学强震区轨道交通工程抗震研究北京市国际科技合作基地

摘 要：基于某海上风电塔进行现场监测、有限元模拟及室内振动台试验研究,考虑桩-土相互作用并对结构进行精细化数值模拟分析,研究了不同冲刷深度下结构自振周期的变化及不同冲刷深度对结构地震动作用下动力响应的影响规律.现场监测结果表明:6#风机结构受海水冲刷严重,与同时期建造的15#风机相比振动幅度明显,说明冲刷深度对结构的影响不可忽略.数值模拟分析表明:冲刷深度主要影响结构高阶振型,使结构自振周期变长,增幅最大达33%.由于冲刷致使土层对高柔性结构约束减弱,结构将产生大的振动进而导致风机停摆;在遭遇7度罕遇地震时,应立即停止发电工作.室内缩尺振动台试验与数值模拟所得结果的变化曲线较为均匀,趋势上较吻合,充分验证了数值模拟的准确性.

关键词：海上风电塔;冲刷深度;现场监测;振动特性;地震动力响应;