重力式基礎承載力與變形評估

 

重力式基礎(Gravity Foundation)為常見的風力發電機基礎型式之一(圖1)。然而在陸域及海域環境中，風力發電機組長期承受反覆載重之影響，導致基礎沉陷，土壤承載力下降。現有重力式基礎分析方法當中，對評估基礎受反覆載重影響討論較少，本研究室利用Kuo(2008)提出之勁度衰減模型，對重力式基礎承受垂直反覆載重之變形行為進行分析。

 

圖1 常用之離岸風機支撐結構型式[郭等 (2013)]

 

針對埋置於砂土中之大尺寸重力式基礎承受垂直作用力下之變形行，可參考以Schmertmann et al. (1978)建議之沉陷評估法。修改O’Loughlin & Lehan (2010)提出之建議之沉陷評估法，並納入Kuo(2008)之勁度衰減法(Degradation Stiffness Model)(圖2)，分析土壤承受反覆載重下變形行為。再利用Georgiadis & Butterfield (1988)建議之沉陷預測法分析基礎承受偏心垂直作用力下基礎之沉陷量和旋轉角。直徑19.1m之重力式基礎受反覆載重作用N=1~1000次之變形增量(圖3)。

 

圖2 割線模數受反覆作用力下衰減示意圖[Kuo, 2008]

 

圖3 基礎尺寸r=9.55m受反覆載重作用下模擬結果(b1=0.15、b2=0.70)

 

 

國內外期刊發表

•	郭玉樹、蔡潔忞、王勁凱、高傳勝、陳景文 (2013). “陸域風機重力式淺基礎受反覆荷重之變形分析,” 中華防災學刊, Vol. 5, No.2, pp.163-170.

畢業論文

•	王勁凱 (2012)，「重力式基礎受垂直作用力下之變形分析」，碩士論文，國立成功大學水利及海洋工程所，台南。