【摘 要】
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近年来，海上风电发展进入了高速发展发展期，大直径单桩因其结构形式简单、承载力大及沉降变形小等优势，已在海上风机基础建设中广泛应用。在复杂的海洋环境中，波浪、流、风等低频荷载的作用会使海上风机大直径单桩基础产生累积变形，当桩顶累积转角超过0.5°时，风机将无法正常工作。准确预测水平循环荷载作用下单桩基础的累积变形是海上风机设计过程中面临的一大挑战。基于此，本文开展了水平循环荷载下均质地基和成层地基中
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近年来，海上风电发展进入了高速发展发展期，大直径单桩因其结构形式简单、承载力大及沉降变形小等优势，已在海上风机基础建设中广泛应用。在复杂的海洋环境中，波浪、流、风等低频荷载的作用会使海上风机大直径单桩基础产生累积变形，当桩顶累积转角超过0.5°时，风机将无法正常工作。准确预测水平循环荷载作用下单桩基础的累积变形是海上风机设计过程中面临的一大挑战。基于此，本文开展了水平循环荷载下均质地基和成层地基中海上风机大直径单桩模型试验研究，具体研究内容如下：
(1)根据海上风机的受力特征设计了一套单桩水平循环加载系统，该系统主要由动力系统、滑动系统、荷载调节系统、连接系统和反力系统组成。试验中，设计的水平循环加载系统可实现长期水平循环加载，而且该系统设计原理简单、加工方便、成本低廉、荷载幅值和加载频率可调，满足室内单桩模型试验的要求。
(2)通过开展均质地基和成层地基中单桩水平循环加载试验，研究了长期水平循环荷载下均质地基和成层地基中大直径单桩的累积变形特性。结果表明：单桩累积效应随循环次数的增加呈三阶段变化特征：快速发展阶段、缓慢发展阶段、稳定阶段；桩顶累积转角随荷载幅值增加而增大，当循环荷载比大于0.5时，累积转角无明显的稳定阶段；桩身弯矩沿着深度方向先增大后减小，桩端弯矩近似为0，峰值均集中在4倍桩径附近；单桩水平循环刚度随加载次数增加而增大，随荷载幅值增加而减小；桩-土界面处超孔隙水压力沿桩身向下不断减小，约7倍桩径范围内出现正的超孔隙水压力，在10倍桩径深度时出现负值超孔隙水压力。
(3)在双对数坐标下对均质地基和成层地基中单桩模型试验结果回归分析，得到了考虑土体性质的单桩桩顶累积转角的经验公式，该公式较好地预测了水平循环荷载下单桩桩顶累积转角的发展规律，进一步为海上风机大直径单桩基础的设计提供了理论基础。
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