光伏支架型鋼樁承載特性研究

摘要：作為新能源利用方式的代表，光伏發(fā)電技術(shù)已成為新能源發(fā)展的首選。光伏支架型鋼樁因其貫穿力強(qiáng)和便于運(yùn)輸施工等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于沙漠地區(qū)光伏電站中。通過(guò)3D有限元數(shù)值模擬分析，探討了沙漠地區(qū)光伏支架型鋼樁的承載特性及受力機(jī)理，并研究了參數(shù)變化對(duì)型鋼樁承載特性的影響及其規(guī)律性。研究結(jié)果表明：型鋼樁的截面形狀是決定其承載性能的關(guān)鍵因素，其承載性能與截面面積和樁長(zhǎng)呈正相關(guān)；沙漠地區(qū)的風(fēng)荷載對(duì)型鋼樁的承載特性具有顯著影響，不僅會(huì)改變型鋼樁的承載性能和變形量，而且隨著荷載循環(huán)次數(shù)的增加，其承載性能逐漸降低，沉降變形量增大。

關(guān)鍵詞：光伏支架；型鋼樁；承載特性；受力機(jī)理；3D有限元分析；風(fēng)荷載

中圖分類號(hào)：TU473.1+1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

隨著環(huán)境保護(hù)和“雙碳”政策的實(shí)施，太陽(yáng)能以其可再生性及清潔、環(huán)保優(yōu)勢(shì)，已成為當(dāng)前新能源發(fā)展的首選[1-4]，而光伏發(fā)電是太陽(yáng)能主要應(yīng)用形式之一。在光伏電站中，光伏支架樁基礎(chǔ)的選擇尤為重要5，其中，型鋼樁因具有在相同承載力條件下耗材低、強(qiáng)度高、擠土量少、施工容易且運(yùn)輸便捷等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于沙漠地區(qū)的光伏發(fā)電工程[6-7]。光伏支架下面的樁基礎(chǔ)所用的型鋼樁為短樁，且受風(fēng)荷載影響較大，由于風(fēng)向的不確定性，型鋼樁在風(fēng)荷載作用下可能承受壓荷載或拉荷載。光伏支架受風(fēng)荷載作用的示意圖如圖1所示。

隨著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，光伏支架樁基礎(chǔ)形式日益多樣化，針對(duì)其承載特性開(kāi)展的研究也日益增多。例如：明小燕等8和孔洋等9探討了錨桿樁在光伏支架樁基礎(chǔ)上的應(yīng)用及其受力特點(diǎn)；明杰等[101探討了無(wú)樁基礎(chǔ)情況下光伏支架穩(wěn)定性的問(wèn)題；唐湘等[11]研究了季節(jié)性凍土對(duì)光伏支架樁基礎(chǔ)承載特性的影響；馬文勇等[12]探討了風(fēng)荷載對(duì)柔性光伏支架基礎(chǔ)的影響。隨著沙漠地區(qū)光伏發(fā)電項(xiàng)目的增多，型鋼樁因其在運(yùn)輸和施工上的便利性在此類項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。開(kāi)展型鋼樁在沙漠地區(qū)風(fēng)荷載作用下的承載特性研究，對(duì)于提高該地區(qū)光伏電站的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值[13]。目前，型鋼樁的研究主要集中在長(zhǎng)樁上，例如，Truong等14通過(guò)離心模型試驗(yàn)研究了水平荷載作用下型鋼樁在不同超固結(jié)比土體中的受力特性和承載特性，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：樁型對(duì)側(cè)向壓力一側(cè)向位移（p-y）曲線有顯著影響，H型鋼樁和方型鋼樁的側(cè)摩阻力較圓型鋼樁的大。關(guān)于應(yīng)用于光伏支架的型鋼樁（即短樁）的研究成果相對(duì)較少，秦坦[13通過(guò)室內(nèi)大型接觸面剪切試驗(yàn)，研究了H型、C型和槽型這3種短型鋼樁的微觀受力機(jī)理和摩擦特性，研究結(jié)果顯示：短型鋼樁呈現(xiàn)半土塞效應(yīng)，且其強(qiáng)度發(fā)揮與型鋼樁的截面形狀有較大的相關(guān)性。綜上所述，目前型鋼樁在風(fēng)荷載作用下的承載特性和受力機(jī)理尚未被充分理解。

鑒于H型鋼樁、C型鋼樁和槽型鋼樁均是光伏支架可選的型鋼樁類型，本文采用ABAQUS有限元分析軟件，通過(guò)3D數(shù)值模擬分析方法，對(duì)3種型鋼樁（本文研究的3種型鋼樁均為短樁）的承載特性和受力機(jī)理進(jìn)行探討，并在考慮沙漠地區(qū)光伏支架受力特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究分析風(fēng)荷載對(duì)其承載特性和沉降變形的影響及變化規(guī)律。以期為實(shí)際工程應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和參考。

1數(shù)值計(jì)算模型

1.1建立數(shù)值計(jì)算模型

由于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)模型試驗(yàn)的成本高且結(jié)果具有較大的離散性，有限元數(shù)值分析是目前研究型鋼樁規(guī)律性的有效工具。本研究采用ABAQUS軟件對(duì)3種型鋼樁進(jìn)行數(shù)值模擬分析，首先利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證數(shù)值模擬分析方法的可行性和準(zhǔn)確性，隨后基于實(shí)際工程的邊界條件建立不同工況下的3D數(shù)值計(jì)算模型。3種型鋼樁的截面面積相同，具體尺寸如圖2所示。

1.2材料參數(shù)及本構(gòu)關(guān)系

在3D數(shù)值計(jì)算模型中，砂土的力學(xué)行為采用摩爾一庫(kù)倫本構(gòu)模型來(lái)描述，該模型能夠較好地反映砂土的剪切強(qiáng)度特性。由于型鋼樁剛度較大，分析中將其視為線彈性材料。在數(shù)值模擬過(guò)程中，型鋼樁的尺寸和形狀對(duì)其承載機(jī)理存在顯著影響，而ABAQUS軟件自帶的結(jié)構(gòu)單元可能無(wú)法精確模擬這些特性，因此，選擇使用實(shí)體單元來(lái)模擬型鋼樁。根據(jù)室內(nèi)大型結(jié)構(gòu)面剪切試驗(yàn)和拉拔試驗(yàn)[13，確定材料的物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

1.3邊界條件及接觸關(guān)系

3D數(shù)值計(jì)算模型的邊界條件設(shè)定為：模型四周施加法向固定約束，以模擬土體在無(wú)限空間狀態(tài)下的受力情況；模型底部施加完全固定約束，確保底部不會(huì)發(fā)生任何位移；模型頂部則設(shè)置為完全自由，以允許土體在頂部自由變形，從而避免側(cè)向位移對(duì)模擬結(jié)果的影響。此外，樁一土的接觸關(guān)系采用ABAQUS軟件中的主從面接觸算法進(jìn)行模擬?？紤]到型鋼樁的剛度較大，將其設(shè)定為接觸算法中的主面，土體設(shè)定為從面。3種型鋼樁的3D數(shù)值計(jì)算模型的剖分結(jié)果如圖3所示。

1.4驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算模型

為驗(yàn)證3D數(shù)值計(jì)算模型的準(zhǔn)確性，將光伏電站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的H型鋼樁的抗壓載荷和抗拔載荷試驗(yàn)結(jié)果與通過(guò)所建立3D數(shù)值計(jì)算模型得到的模擬值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，不同長(zhǎng)度H型鋼樁的對(duì)比結(jié)果如圖4所示。圖中：Q為樁身荷載；S為位移；型鋼樁位移以向下為正，下文同。

由圖4可以看出：不同長(zhǎng)度H型鋼樁的模擬值和實(shí)測(cè)值的荷載一位移（Q-S）曲線相似，說(shuō)明實(shí)測(cè)值和模擬值基本一致；當(dāng)H型鋼樁的樁身荷載較小時(shí)，位移的實(shí)測(cè)值與模擬值幾乎重合，此時(shí)Q-S曲線呈近線性分布；隨著樁身荷載的增大，在相同樁身荷載下，實(shí)測(cè)值與模擬值的位移稍有差距，但仍在可接受的范圍內(nèi)[10]。由此可認(rèn)為，本文建立的3D數(shù)值計(jì)算模型是準(zhǔn)確可靠的。

2型鋼樁承載特性數(shù)值分析

2.1截面形狀對(duì)型鋼樁承載特性的影響

3種型鋼樁在抗拔荷載作用下的位移、樁身軸力及樁側(cè)摩阻力的數(shù)值計(jì)算結(jié)果如圖5所示。圖中：樁長(zhǎng)以向下為正，下文同。

從圖5a可以看出：3種型鋼樁的Q-S曲線分布具有相似性。當(dāng)樁身荷載較小時(shí)，3種型鋼樁的位移差距不明顯；然而，隨著樁身荷載的增加，三者的相對(duì)位移差異趨于顯著;在相同樁身荷載下，槽型鋼樁的位移最大，C型鋼樁的次之，H型鋼樁的最小，且三者的相對(duì)位移差異隨樁身荷載的增大而增大。H型鋼樁、C型鋼樁和槽型鋼樁的極限承載力分別為14.58 kN、13.66 kN和12.12 kN，H型鋼樁的極限承載力相較于C型鋼樁和槽型鋼樁分別高10.79%和20.30%。由此可得，在相同截面面積條件下，H型鋼樁在承載力方面具有優(yōu)勢(shì)。

從圖5b可以看出：樁身荷載通過(guò)型鋼樁的頂部沿著樁身向下傳遞，并隨著樁體入土深度的增加逐漸遞減，最終在樁底處趨于零。3種型鋼樁樁身軸力由大到小依次為：H型鋼樁、C型鋼樁和槽型鋼樁，則H型鋼樁在截面剛度方面具有優(yōu)勢(shì)。這說(shuō)明型鋼樁的截面形狀對(duì)其承載特性具有一定程度的影響，分析主要原因在于不同截面形狀導(dǎo)致樁一土接觸面積不同，樁一土相互間作用力不同，進(jìn)而影響樁身軸力。

從圖5c可以看出：3種型鋼樁的樁側(cè)摩阻力分布規(guī)律大致相同，呈現(xiàn)出隨樁體入土深度的增加先增大后減小的規(guī)律。當(dāng)樁體入土深度較淺時(shí)，3種型鋼樁的樁側(cè)摩阻力分布近乎重合；隨著樁體入土深度的增加，樁側(cè)摩阻力差異逐漸明顯。3種型鋼樁的樁側(cè)摩阻力峰值均出現(xiàn)在樁體入土深度為1.2 m處，即樁身長(zhǎng)度的0.6倍處。3種型鋼樁的樁側(cè)摩阻力從大到小依次為：H型鋼樁、C型鋼樁和槽型鋼樁。型鋼樁屬于抗拔樁，是樁體主要依賴樁側(cè)摩阻力來(lái)提供承載力的純摩擦樁，因此也驗(yàn)證了具有較高樁側(cè)摩阻力的H型鋼樁具有承載力優(yōu)勢(shì)。

綜合上述分析可知：3種型鋼樁中，H型鋼樁的承載特性和截面剛度均優(yōu)于另外兩種型鋼樁，故下文以H型鋼樁為例進(jìn)一步研究型鋼樁的受力機(jī)理和承載特性。

2.2樁長(zhǎng)對(duì)型鋼樁承載特性影響

樁長(zhǎng)是決定樁基礎(chǔ)承載力的關(guān)鍵因素之一。為深入研究樁長(zhǎng)變化對(duì)型鋼樁承載特性的影響，選擇4種不同樁長(zhǎng)的H型鋼樁進(jìn)行抗拔荷載下的數(shù)值模擬分析，4種樁長(zhǎng)分別為1.0、1.5、2.0、2.5 m，H型鋼樁的截面尺寸為80 mm×80mm×4 mm×4 mm，其數(shù)值模擬分析結(jié)果如圖6所示。

由圖6a可以看出：樁長(zhǎng)越長(zhǎng)其承載力越大，H型鋼樁的承載性能與樁長(zhǎng)呈正相關(guān)；4種樁長(zhǎng)中，2.5m樁長(zhǎng)的H型鋼樁的承載性能最好，其極限承載力為16.12 kN。當(dāng)樁身荷載較小時(shí)，4種樁長(zhǎng)H型鋼樁的Q-S曲線近乎重合，整體呈現(xiàn)出近線性關(guān)系；隨著樁身荷載的增大，其Q-S曲線差異也隨之增大。當(dāng)接近極限荷載時(shí)，型鋼樁的位移也趨于極限。

由圖6b可以看出：4種樁長(zhǎng)的型鋼樁樁身軸力分布趨勢(shì)大致相同，分布曲線整體呈現(xiàn)出傾斜的“S”型。樁身軸力沿樁體入土深度的增加逐漸遞減，在樁底處趨近于零，這表明抗拔樁承載力主要依賴于摩擦力，樁身軸力的遞減速率先增大后減小。此外，隨著樁長(zhǎng)的增加，樁身軸力也有所增大，這是由于樁身表面積增大，導(dǎo)致樁身軸力增大。

由圖6c可以看出：不同樁長(zhǎng)的H型鋼樁的樁側(cè)摩阻力沿樁體入土深度的分布趨勢(shì)相似，但樁長(zhǎng)對(duì)樁側(cè)摩阻力的峰值有顯著影響。2.5 m樁長(zhǎng)的H型鋼樁在樁體入土深度為1.5 m時(shí)樁側(cè)摩阻力達(dá)到峰值，而樁長(zhǎng)分別為2.0、1.5、1.0m的H型鋼樁分別在樁體入土深度為1.2、0.9、0.6 m時(shí)樁側(cè)摩阻力達(dá)到峰值。從整體來(lái)看，樁側(cè)摩阻力峰值均出現(xiàn)在0.6倍樁長(zhǎng)處；樁長(zhǎng)為2.5m的H型鋼樁的最大樁側(cè)摩阻力為32.68 kPa，較其余3種樁長(zhǎng)的分別提升2.91%、13.20%、25.88%，這表明H型鋼樁的樁側(cè)摩阻力隨樁體入土深度的增加而增大，到達(dá)峰值后逐漸減小。

2.3荷載組合方式對(duì)型鋼樁承載特性的影響

在沙漠地區(qū)，由于風(fēng)荷載的作用，光伏支架的型鋼樁在實(shí)際工程中會(huì)承受不同的荷載組合，比如：“抗壓+水平力”和“抗拔+水平力”。這些荷載組合對(duì)型鋼樁的水平承載力和內(nèi)力分布有顯著影響。然而，在現(xiàn)階段關(guān)于預(yù)先施加的豎向荷載（比如：抗壓荷載、抗拔荷載）對(duì)風(fēng)荷載作用下的型鋼樁水平承載力和內(nèi)力分布影響的研究并不常見(jiàn)。本文通過(guò)數(shù)值模擬分析，探討了預(yù)先施加的抗壓荷載、抗拔荷載兩種豎向荷載對(duì)型鋼樁水平承載特性的影響。

數(shù)值計(jì)算模型以樁長(zhǎng)為2 m，截面尺寸為80mm×80 mm×4 mm×4 mm的H型鋼樁為例進(jìn)行分析。首先，通過(guò)位移控制法確定H型鋼樁的抗壓極限荷載和抗拔極限荷載；然后，以水平荷載為10kN的H型鋼樁為基礎(chǔ)分別施加零荷載、0.5倍抗壓極限荷載和0.5倍抗拔極限荷載的豎向荷載；保持這些豎向荷載不變，研究在3種不同的荷載組合方式下H型鋼樁的承載特性，分析結(jié)果如圖7所示。

由圖7a可以看出：3種荷載組合下H型鋼樁的Q-S曲線均為緩變型曲線，當(dāng)位移較小（0～2 mm）時(shí)，3種荷載組合下的樁身反應(yīng)相似，3條曲線近似重合，說(shuō)明此時(shí)豎向荷載對(duì)H型鋼樁的水平承載力影響較?。浑S著位移的增加，同一位移下水平與抗壓荷載組合下的樁身荷載值最大，表明預(yù)先施加的豎向抗壓荷載有助于提高H型鋼樁的水平承載力；當(dāng)曲線近似平緩時(shí)，可以近似認(rèn)為H型鋼樁達(dá)到了極限水平承載力，此時(shí)水平與抗壓荷載組合下的樁身的極限水平承載力為21.72 kN，分別較水平與抗拔荷載組合、純水平荷載下的極限水平承載力提高了5.8%和13.6%。因此，預(yù)先施加豎向荷載，尤其是抗壓荷載，可以顯著提高H型鋼樁的水平承載力。

由圖7b可以看出：3種荷載組合下的樁身水平位移曲線具有相似的分布趨勢(shì)，但施加抗壓荷載在0.0～0.8 m（即40%區(qū)域內(nèi)）樁體入土深度范圍內(nèi)對(duì)減小水平位移的效果更為明顯；隨著樁體入土深度逐漸增大，這種效果逐漸減弱。說(shuō)明荷載組合對(duì)水平位移的影響主要集中在樁體入土深度較淺處，且隨著樁體入土深度的增加，這種影響逐漸減小。

由圖7c可以看出：3種荷載組合下樁身彎矩的分布趨勢(shì)大致相似，但預(yù)先施加豎向抗壓荷載能減小樁身彎矩，并縮短樁身彎矩的分布深度。由此可見(jiàn)，預(yù)先施加豎向荷載可使H型鋼樁的抗壓荷載效果更好，可提高H型鋼樁的抗彎能力。

2.4風(fēng)荷載對(duì)型鋼樁承載特性的影響

在沙漠地區(qū)，風(fēng)荷載對(duì)光伏支架型鋼樁的承載特性具有顯著影響。風(fēng)荷載不僅具有周期性，還可能對(duì)光伏支架產(chǎn)生“風(fēng)吸”和“風(fēng)壓”效應(yīng)?？紤]光伏支架通常以沉降位移作為控制指標(biāo)，研究循環(huán)風(fēng)荷載下型鋼樁的受力和變形特征對(duì)于實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和施工具有重要意義。將分別設(shè)風(fēng)荷載Pc為0.1、0.2和0.3倍的型鋼樁豎向極限承載力Q，對(duì)比分析荷載循環(huán)次數(shù)N與沉降變形的關(guān)系；然后分別設(shè)1、100、500次3種荷載循環(huán)次數(shù)，對(duì)比樁身長(zhǎng)度分別與樁身軸力及樁側(cè)摩阻力的關(guān)系；循環(huán)風(fēng)荷載對(duì)H型鋼樁豎向承載力和變形的影響如圖8所示。

由圖8a可以看出：不同風(fēng)荷載大小下的型鋼樁沉降變形趨勢(shì)一致，隨著荷載循環(huán)次數(shù)的增加，型鋼樁的變形量（即沉降位移）也隨之增大，但增加速率逐漸減緩；風(fēng)荷載越大，型鋼樁的變形趨穩(wěn)性越差，變形量也越大。例如，在2000次循環(huán)下，0.1倍豎向極限承載力的風(fēng)荷載引起的型鋼樁變形量為0.46 mm，而0.2倍和0.3倍豎向極限承載力的風(fēng)荷載引起的型鋼樁變形量分別為0.86 mm和0.98 mm，較0.1倍豎向極限承載力的風(fēng)荷載引起的變形量分別增加了87%和113%。因此，設(shè)計(jì)光伏支架型鋼樁基礎(chǔ)時(shí)，除了考慮風(fēng)荷載的數(shù)值外，還必須考慮風(fēng)荷載循環(huán)的長(zhǎng)期效應(yīng)。

由圖8b可以看出：隨著荷載循環(huán)次數(shù)的增加，樁身上部軸力的遞減速度變慢，而樁身下部軸力的遞減速率增大，顯示出軸力遞減趨勢(shì)向樁身下部轉(zhuǎn)移，樁身軸力變化率呈現(xiàn)上部放緩但下部增大之勢(shì)。這是由于樁基在循環(huán)風(fēng)荷載作用下，樁身上部產(chǎn)生負(fù)向樁側(cè)摩阻力，削弱了正向側(cè)摩阻力的作用。因此，在設(shè)計(jì)光伏支架型鋼樁基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)考慮長(zhǎng)期循環(huán)風(fēng)荷載作用后的軸力發(fā)揮情況，并據(jù)此優(yōu)化樁基設(shè)計(jì)。

由圖8c可以看出：隨著荷載循環(huán)次數(shù)的增加，型鋼樁上部樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮降低，而下部樁側(cè)摩阻力增大，顯示出樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮有向下轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，樁側(cè)摩阻力變化值呈現(xiàn)下部小而下部增大之勢(shì)。這同樣歸因于樁基在循環(huán)風(fēng)荷載作用下上部樁側(cè)摩阻力的衰減。因此，在設(shè)計(jì)光伏支架型鋼樁基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)該考慮長(zhǎng)期循環(huán)風(fēng)荷載作用后的樁側(cè)摩阻力發(fā)揮情況，以實(shí)現(xiàn)型鋼樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3結(jié)論

本文采用ABAQUS有限元分析軟件，通過(guò)3D數(shù)值模擬分析方法，對(duì)光伏支架樁基礎(chǔ)可選用的H型鋼樁、C型鋼樁和槽型鋼樁3種型鋼樁的承載特性和受力機(jī)理進(jìn)行了探討，研究結(jié)果表明：

1）型鋼樁的承載力與其截面面積和樁長(zhǎng)均呈正相關(guān)，樁長(zhǎng)對(duì)承載性能的影響更為顯著。這是因?yàn)闃堕L(zhǎng)和截面面積的增加都能增加樁一土的接觸面積，而樁長(zhǎng)增加導(dǎo)致的接觸面積增加更為顯著，從而有效提升了型鋼樁的承載力。

2）型鋼樁的截面形狀對(duì)于其承載性能有重要影響，當(dāng)截面面積相同時(shí)，相較于C型和槽型鋼樁，H型鋼樁展現(xiàn)出更優(yōu)的承載特性，是沙漠地區(qū)光伏支架樁基礎(chǔ)的優(yōu)選樁型。

3）水平荷載對(duì)型鋼樁的豎直承載特性有一定的影響，雖然水平荷載不會(huì)改變樁基礎(chǔ)的極限荷載，但會(huì)增大極限荷載對(duì)應(yīng)的位移。這種影響在水平荷載較大時(shí)更為明顯，且主要影響樁體入土深度約40%區(qū)域內(nèi)的樁身軸力和樁側(cè)摩阻力。

4）隨著風(fēng)荷載的增大和荷載循環(huán)次數(shù)的增加，型鋼樁的沉降變形量增加，上部樁身軸力降低而下部軸力提高，樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮也呈現(xiàn)出向下轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。循環(huán)風(fēng)荷載將增加型鋼樁沉降變形量，影響樁身軸力和側(cè)摩阻力的發(fā)揮。因此，設(shè)計(jì)光伏支架型鋼樁時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)及其對(duì)樁基礎(chǔ)性能的影響。

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RESEARCH ON LOAD-BEARING CHARACTERISTICS OFSECTION-STEEL PILE FOR PV BRACKET

Ding Xiaoyong，Xu Kaiyuan1，ing Haofeng2

（1.Shanghai Electric Engineering Consulting Co.，Ltd，Shanghai 201199，China;2.Tongji University，Shanghai 200092，China）

Abstract：As a representative of new energy utilization methods，PV power generation technology hasbecome the top choice for the development of new energy.Section-steel piles for PV brackets，due to theirstrong penetration and ease of transportation and construction，are extensively used in desert PV power stations.Through 3D finite element numerical simulation analysis，this paper explored the bearing characteristics andforce mechanism of section-steel piles for desert PV brackets，as well as the impact and regularity of parametervariations on the bearing performance of the section-steel piles.The research results show that the cross-sectional shape of the section-steel pile is the key factor determining its bearing performance，and its bearingperformance is positively correlated with the cross-sectional area and the length of the pile.The wind load in thedesert area significantly affects the bearing characteristics of the section-steel piles，not only altering their bearingperformance and deformation but also progressively reducing their bearing performance and increasing settlementdeformation with the increase in load cycle counts.

Keywords：PVbracket;section-steelpile;load-bearingcharacteristics;force mechanism;3D finite elementanalysis;wind load