江蘇大豐海域海洋黏性土動力特性試驗研究

蔡瑋良

（上海勘測設(shè)計研究院有限公司，上海 200434）

0 引 言

我國海上風(fēng)資源儲量豐富，東南部沿海，特別是江蘇和廣東沿海，具有非常好的規(guī)模化風(fēng)電開發(fā)條件。根據(jù)中國氣象局風(fēng)能資源詳查初步成果，測得我國5～25 m水深線以內(nèi)近海區(qū)域、海平面以上50 m高度風(fēng)電可裝機容量約2億千瓦，70 m以上可裝機容量約5億千瓦[1]。風(fēng)機運轉(zhuǎn)周而復(fù)始，風(fēng)輪以一定的頻率轉(zhuǎn)動，若引起風(fēng)機結(jié)構(gòu)共振，將會造成難以估量的經(jīng)濟損失。最易引起風(fēng)機結(jié)構(gòu)共振的荷載產(chǎn)生于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動，其頻率為：（1）轉(zhuǎn)子頻率（1P）；（2）葉片掃掠頻率（NbP，Nb為葉片數(shù)量）。工程設(shè)計中常以風(fēng)機結(jié)構(gòu)的自振頻率避開 1P頻率和NbP頻率帶為目標，合理的土體動力特性參數(shù)選擇對風(fēng)機動力響應(yīng)分析結(jié)果起著決定性的作用。除此之外，我國海域及濱海地區(qū)特別是鄰近板塊俯沖帶區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造活動非常活躍，如渤海、臺灣海峽、南海、黃海、東海歷史上均發(fā)生過地震[2]，因而海洋工程結(jié)構(gòu)的地震安全問題也需要關(guān)注。

最大剪切模量G0、動剪切模量比G/G0和阻尼比λ與剪應(yīng)變幅值γ的關(guān)系曲線是土體動力特性的最基本參數(shù)。國內(nèi)外學(xué)者已廣泛開展了海洋土動剪切模量G與阻尼比λ特性的研究[2-12]。例如，國際上，KOUTSOFTAS 等[3]、KAGAWA[4]、VRETTOS 等[5]、LANZO等[6]曾對不同海域的海洋土進行試驗研究，研究了超固結(jié)比OCR、初始有效圍壓σm'、孔隙比e、塑性指數(shù)Ip等因素對海洋土G與λ的影響。國內(nèi)，蘭景巖等[7]通過試驗研究了渤海部分典型海洋土的G和λ特性；孫田等[8-9]研究了瓊州海峽海洋土的G和λ特性；……