地震作用下南黄海海上风电场水平场地液化特性分析

作者：赵留园; 单治钢; 汪明元

来源：岩土力学, 2022, 43(01): 169-194.

DOI：10.16285/j.rsm.2021.0336

• 海上风机
• 南黄海
• 地震作用
• 液化分析
• 地层沉降

江苏近海属南黄海海域,是我国海上风电场最集中的地区,目前约占全国总装机容量的70%～75%,该区覆盖层厚度大,桩长深度范围(一般40～60m)多为粉砂、粉土、粉质黏土地层,尤其是泥面以下20m深度为易液化粉砂-粉土地层。而南黄海地区亦是我国的地震多发区,因此,研究了该区海上风电场水平场地的地震液化特性。首先基于南黄海某海上风电场50个机位的钻探资料统计特征建立了地层概化模型;随后通过动三轴试验和共振柱试验标定了土体动力分析参数;然后反演了3条地震波(EL-Centro波、Northridge波、Kobe波),将地表附近地震动峰值加速度PGA分别调整为0.05g、0.10g、0.20g、0.40g并进行场地液化分析,重点分析了地震作用下地层的超孔压比、总沉降、分层沉降等特性。研究发现,该区地层为可液化地层。当PGA=0.05g时,各层监测点的超孔压比均小于1.0,地层总沉降为1 cm左右;当PGA为0.10g和0.20g时,仅表层(12 m内)地层完全液化,地层总沉降分别为10 cm和17 cm;PGA=0.40g输入时,泥面下20 m地层均完全液化,地层总沉降为30 cm左右。不同地震作用下,表层土体沉降占比最大,当PGA为0.10g及0.20g时,表层土体沉降约占总沉降的95%以上。因此,该区海上风机桩基础设计应考虑地震作用下场地的上述液化特性。

• 单位
  浙江华东建设工程有限公司; 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 东南大学; 土木工程学院