718 工程科学学报，第43卷，第5期 0 (a) (b) 10- Mud surface_ 10 20 40 30 50 40 60 ◆ 7010010203040n0607080 50 0 2 46810121416 Bending moment/(MN-m) Bending moment/(MN.m) 图13桩身弯矩对比分析.(a)4MN水平力作用下桩身弯矩：(b)193s时桩身弯矩图 Fig.13 Comparative analysis of bending moment along the pile shaft:(a)pile displacement under 4-MN horizontal force(b)pile displacement at 193s 4结论 [2]Wang G C.Wang W.Yang M.Design and analysis of monopile foundation for 3.6 MW offshore wind turbine.Chin J Geotech (1)桩绕桩身轴线上某一点转动，表现出刚柔 Eng,2011,33(Suppl2:95 桩的性质；不同循环时泥面处桩身水平位移均呈 (王国粹，王伟，杨敏.3.6MW海上风机单桩基础设计与分析.岩 现出周期性的变化；随着循环次数的增加，泥面处 土工程学报，2011,33（增刊2）：95) 桩身最大位移发生的时间点滞后，桩身水平位移 [3] Kong D S.Deng M X.Liu Y,et al.Study of the force and 绝对值逐渐增大，且增加的幅度越来越小，逐步趋 deformation characteristics of subsea mudmat-pile hybrid 于稳定，桩身水平位移随时间变化逐渐累积 foundations.Polish Maritime Res,2018,25(S3):43 [4]Li W C,Yang M,Zhu B T.Case study of p-y model for short rigid (2)由于桩周土体的抵抗作用出现反向剪力 pile in sand.Rock Soil Mech,2015,36(10):2989 值，不同时间点的桩身剪力反弯点位于埋深7~9m (李卫超，杨敏，朱碧堂.砂土中刚性短桩的模型案例研究.岩 范围内，随桩身剪力绝对值的增大而沿埋深有所 土力学，2015,36(10)：2989) 下降；不同时间点剪力沿x轴正方向最大值均位 [5]Luo R P,Li W C,Yang M.Accumulated response of offshore 于泥面处，沿x轴负方向最大值均位于埋深31~ large-diameter monopile under lateral cyclic loading Rock Soil 32m范围内. Mech,2016,37(Suppl 2):607 (3)不同时间点桩身弯矩均没有出现反弯点， (罗如平，李卫超，杨敏.水平循环荷载下海上大直径单桩累积 弯矩最大值均位于泥面下7~9m范围内，与桩身 变形特性.岩土力学，2016,37（增刊2）：607) [6]Leblanc C,Houlsby G T,Byrne B W.Response of stiff piles to 剪力零点位置相对应，发生在浅层土体；不同时间 long term cyclic lateral loading Gorechmique,2010,60(2):79 点桩底端的弯矩接近于零，说明桩底部土体对桩 [7]PengJ,Clarke BG,Rouainia M.Increasing the resistance of piles 的嵌固作用明显 subject to cyclic lateral loading.J Geotech Geoenviron Eng,2011, (4)淤泥土和粉砂土分界面处由于土层之间 137(10:977 性质差异较大，导致桩外壁土抗力增加显著：桩身 [8]Guo P F,Zhou S H,Yang L C,et al.Analytical solution of the 外壁土抗力沿埋深曲线随时间的变化出现分界 vertical dynamic response of rock-socked pile considering 点，分界点上下范围内土抗力随时间变化规律正 transverse inertial effect in unsaturated soil.Chin J Theor Appl 好相反；桩身外壁土抗力的发挥不仅仅取决于桩 Mech,2017,49(2):344 (郭鹏飞，周顺华，杨龙才，等.考虑横向惯性效应的非饱和土中 土相对位移，还与埋深和桩侧土层性质有关：不同 单桩的竖向动力响应.力学学报，2017,49(2)：344) 时间点桩身内壁土抗力曲线沿埋深几乎重合，承 [9]Zhang G J.Analysis on Horiontal Displacement of Monopile 担的荷载基本不变 Foundations under Long-Term Cyclic Later Loading [Dissertation].Hangzhou:Zhejiang University,2013 参考文献 (张光建.长期水平循环荷载下大直径桩的累积位移分析学位 [1]Jin J W,Yang M,Wang W,et al.Offshore wind turbine monopile 论文]杭州：浙江大学，2013) foundation modal and parameter sensitivity analysis.Tongji Univ [10]Basack S,Banerjee A K.Offshore pile foundation subjected to Nat Sci,2014,42(3:386 lateral cyclic load in layered soil.Ady Mater Res,2014,891-892: (新军伟，杨敏，王伟，等.海上风电机组单桩基础模态及参数敏 24 感性分析.同济大学学报（自然科学版），2014,42(3)：386) [11]Bhattacharya S,Adhikari S.Experimental validation of soil-4    结论 （1）桩绕桩身轴线上某一点转动，表现出刚柔 桩的性质；不同循环时泥面处桩身水平位移均呈 现出周期性的变化；随着循环次数的增加，泥面处 桩身最大位移发生的时间点滞后，桩身水平位移 绝对值逐渐增大，且增加的幅度越来越小，逐步趋 于稳定，桩身水平位移随时间变化逐渐累积. （2）由于桩周土体的抵抗作用出现反向剪力 值，不同时间点的桩身剪力反弯点位于埋深 7～9 m 范围内，随桩身剪力绝对值的增大而沿埋深有所 下降；不同时间点剪力沿 x 轴正方向最大值均位 于泥面处，沿 x 轴负方向最大值均位于埋深 31～ 32 m 范围内. （3）不同时间点桩身弯矩均没有出现反弯点， 弯矩最大值均位于泥面下 7～9 m 范围内，与桩身 剪力零点位置相对应，发生在浅层土体；不同时间 点桩底端的弯矩接近于零，说明桩底部土体对桩 的嵌固作用明显. （4）淤泥土和粉砂土分界面处由于土层之间 性质差异较大，导致桩外壁土抗力增加显著；桩身 外壁土抗力沿埋深曲线随时间的变化出现分界 点，分界点上下范围内土抗力随时间变化规律正 好相反；桩身外壁土抗力的发挥不仅仅取决于桩 土相对位移，还与埋深和桩侧土层性质有关；不同 时间点桩身内壁土抗力曲线沿埋深几乎重合，承 担的荷载基本不变. 参    考    文    献 Jin J W, Yang M, Wang W, et al. Offshore wind turbine monopile foundation modal and parameter sensitivity analysis. J Tongji Univ Nat Sci, 2014, 42（3）: 386 （靳军伟, 杨敏, 王伟, 等. 海上风电机组单桩基础模态及参数敏 感性分析. 同济大学学报 (自然科学版), 2014, 42（3）：386） [1] Wang G C, Wang W, Yang M. Design and analysis of monopile foundation  for  3.6  MW  offshore  wind  turbine. Chin J Geotech Eng, 2011, 33（Suppl 2）: 95 （王国粹, 王伟, 杨敏. 3.6 MW海上风机单桩基础设计与分析. 岩 土工程学报, 2011, 33（增刊 2）：95） [2] Kong  D  S,  Deng  M  X,  Liu  Y,  et  al.  Study  of  the  force  and deformation  characteristics  of  subsea  mudmat-pile  hybrid foundations. Polish Maritime Res, 2018, 25（S3）: 43 [3] Li W C, Yang M, Zhu B T. Case study of p-y model for short rigid pile in sand. Rock Soil Mech, 2015, 36（10）: 2989 （李卫超, 杨敏, 朱碧堂. 砂土中刚性短桩的p-y模型案例研究. 岩 土力学, 2015, 36（10）：2989） [4] Luo  R  P,  Li  W  C,  Yang  M.  Accumulated  response  of  offshore large-diameter  monopile  under  lateral  cyclic  loading. Rock Soil Mech, 2016, 37（Suppl 2）: 607 （罗如平, 李卫超, 杨敏. 水平循环荷载下海上大直径单桩累积 变形特性. 岩土力学, 2016, 37（增刊 2）：607） [5] Leblanc  C,  Houlsby  G  T,  Byrne  B  W.  Response  of  stiff  piles  to long term cyclic lateral loading. Géotechnique, 2010, 60（2）: 79 [6] Peng J, Clarke B G, Rouainia M. Increasing the resistance of piles subject to cyclic lateral loading. J Geotech Geoenviron Eng, 2011, 137（10）: 977 [7] Guo  P  F,  Zhou  S  H,  Yang  L  C,  et  al.  Analytical  solution  of  the vertical  dynamic  response  of  rock-socked  pile  considering transverse  inertial  effect  in  unsaturated  soil. Chin J Theor Appl Mech, 2017, 49（2）: 344 （郭鹏飞, 周顺华, 杨龙才, 等. 考虑横向惯性效应的非饱和土中 单桩的竖向动力响应. 力学学报, 2017, 49（2）：344） [8] Zhang  G  J. Analysis on Horizontal Displacement of Monopile Foundations under Long-Term Cyclic Later Loading [Dissertation]. Hangzhou: Zhejiang University, 2013 （ 张光建. 长期水平循环荷载下大直径桩的累积位移分析[学位 论文]. 杭州: 浙江大学, 2013） [9] Basack  S,  Banerjee  A  K.  Offshore  pile  foundation  subjected  to lateral cyclic load in layered soil. Adv Mater Res, 2014, 891-892: 24 [10] [11] Bhattacharya  S,  Adhikari  S.  Experimental  validation  of  soil- 70 60 50 40 30 20 10 0 −10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 (a) Bending moment/(MN·m) Bending moment/(MN·m) Pile depth/m Mud surface 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 (b) Pile depth/m 图 13    桩身弯矩对比分析. （a）4 MN 水平力作用下桩身弯矩[27] ；（b）193 s 时桩身弯矩图 Fig.13    Comparative analysis of bending moment along the pile shaft: (a) pile displacement under 4-MN horizontal force[27] ; (b) pile displacement at 193 s · 718 · 工程科学学报，第 43 卷，第 5 期