1 / 20

Initialstivheden af p - y kurver for pæle i sand

Initialstivheden af p - y kurver for pæle i sand. Møde i Dansk Geoteknisk Forening Forskning og udvikling af geoteknik i Danmark 22. september 2011. Søren Peder Hyldal Sørensen Institut for Byggeri og Anlæg Aalborg Universitet I samarbejde med: Anders Hust Augustesen, COWI A/S

whoopi-estrada
Download Presentation

Initialstivheden af p - y kurver for pæle i sand

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Initialstivheden af p-y kurver for pæle i sand Møde i Dansk Geoteknisk Forening Forskning og udvikling af geoteknik i Danmark 22. september 2011 Søren Peder Hyldal Sørensen Institut for Byggeri og Anlæg Aalborg Universitet I samarbejde med: Anders Hust Augustesen, COWI A/S Lars Bo Ibsen, Aalborg Universitet

  2. Agenda • Hvem er jeg? • Introduktion • Overordnet om vindmøllefundamenter • Historik bag p-y kurver for pæle i sand • Usikkerheder/begrænsninger for p-y kurver for pæle i sand • Numerisk evaluering af initialstivheden for p-y kurver for pæle i sand • Nyt udtryk for initialstivheden af p-y kurver for pæle i sand • Konklusion

  3. Hvem er jeg? • Søren Peder Hyldal Sørensen • Ph.D. studerende ved Aalborg Universitet • Forskningsgruppen for geoteknik • Vejleder: Lars Bo Ibsen • Ph.D. projekt • Varighed: 01.08.2009 – 31.07.2012 • Titel: Seabed and wind farm interaction • Formål: At opnå en bedre forståelse for jord-pæl interaktion for horisontalt belastede pæle med fokus på fundamenter til havvindmøller. • Metode: Numerisk modellering samt forsøg på horisontalt belastede pæle i tryktanken ved Aalborg universitet.

  4. Funderingskoncepter for havvindmøller • Liingaard (2006) • Valg af fundering afhængig af: • Vanddybde • Jordbundsforhold • Miljø • Belastningsforhold • Økonomi

  5. Monopælefundamenter til havvindmøller • Åbne pæle lavet af stål • D = 4-6 m • L/D ≈ 5 • Nuværende design metode baseret på forsøg på pæle til olie- og gas-sektoren: • D≤ 2 m • L/D≥ 10 • Designparametre: • Blivende rotation af fundamentet • Stivhed af struktur • Initialstivheden af p-y kurver er vigtig!

  6. Winkler metoden: • Jord-pæl interaktion simplificeret ved ikke-lineære fjedre. • Ukoblede fjedre. • p-y kurver angiver fjederstivhed. • Hurtige beregninger. • Få indgangsparametre

  7. Nuværende p-y kurve formulering for pæle i sand (API, DNV): pu (Reese et al. (1974), API, DNV): Initialstivhed (API, DNV):

  8. Usikkerheder ved den nuværende p-y kurve formulering: Monopæle fundamenter til havvindmøller: D ≥ 4 m Lp/D≈ 5 Oprindelig formulering baseret på Cox et al. (1974), Reese et al. (1974): D = 0.61 m Lp/D = 34 2 statiske forsøg samt 5 cykliske forsøg med op til 100 lastcyklusser Studie af Murchison and O’Neill (1984): Fleksible pæle

  9. Usikkerheder ved den nuværende p-y kurve formulering: • Ultimativ jordtryk: • Tager ikke højde for brudmåde (fleksibel/rigid) • Sidefriktion • Forskydning ved pælespids • Initialstivheden af p-y kurver • Afhængighed af pæleparametre • Etc.

  10. Initialstivhedens afhængighed af pæleparametre Initialstivhedens afhængighed af D: Initialstivhedens variation med dybden: Lesny og Wiemann (2006) angiver en parabolsk variation med dybden.

  11. Numerisk evaluering af initialstivheden for p-y kurver • Numerisk model: • FLAC3D • Symmetri → Halv model • Solid pæl • Ækvivalent stivhed of densitet • Mohr-Coulomb • Interface: Lineær Coulomb shear strength kriterie

  12. Kalibrering i forhold til forsøg i tryktank 29 forsøg på horisontalt belastede pæle:

  13. Kalibrering i forhold til forsøg i tryktank: D = 80 mm, Lp/D = 5, P0 = 50 kPa: D = 80 mm, Lp/D = 6, P0 = 100 kPa:

  14. Numerisk evaluering af initialstivheden for p-y kurver • Parameterstudie mht. initialstivheden for p-y kurver: • D = 1-7 m • Lp/D = 3-20 • e/Lp = 0.5-2.0 • φ= 30°-43° • Es = 21-93 Mpa • Jordtrykket bestemmes ved integration af interface-spændingerne.

  15. Initialstivhedens variation med pælediameteren og friktionsvinklen Parametre: φ = 37°, Es = 59 MPa, wt = 0.05 m, Lp = 20 m, e/Lp= 0.75 Parametre: D = 5 m, Es = 59 MPa, wt = 0.05 m, Lp = 20 m, e/Lp= 0.75

  16. Initialstivhedens variation med angrebshøjden og elasticitetsmodulet Parametre: φ = 37°, Es = 93 MPa, wt = 0.05 m, Lp = 20 m, D = 6 m Parametre: D = 5 m, φ = 37°, wt = 0.05 m, Lp = 20 m, e/Lp= 0.75

  17. Nyt udtryk for initialstivheden af p-y kurver for pæle i sand x og D indsættes i m og Es indsættes i MPa. a, b, c og d bestemt ved mindste kvadraters metode

  18. Sammenligning af modificeret udtryk for initialstivheden med FLAC3D Es= 35 MPa, Lp= 20 m, wt = 0.05 m and e/Lp= 0.75 Es= 93 MPa, Lp= 20 m, wt = 0.05 m and e/Lp= 0.75

  19. Konklusion • Nuværende p-y kurver for pæle i sand: • Baseret på forsøg på fleksible pæle med lille pælediameter. • Begrænset fokus på initialstivheden (små pæleflytninger). • Initialstivheden antages at være uafhængig af pælens parametre. • Numerisk studie: • Initialstivheden afhænger af jordens elasticitetsmodul, pælediameteren og dybden der betragtes. • Initialstivheden er uafhængig af friktionsvinklen. • Nyt udtryk for initialstivheden er foreslået.

  20. Spørgsmål? Søren Peder Hyldal Sørensen Ph.d.-stipendiat Forskningsgruppen for Geoteknik Aalborg Universitet Institut for Byggeri og anlæg Sohngårdsholmsvej 57 9000 Aalborg lokale L-142b tlf.: 99409333 e-mail: sphs@civil.aau.dk mobil: 60 75 58 84

More Related