Açık Deniz Rüzgar Enerjisi Türbinleri Grup Kazıklı Jacket Temel Sistemi Nihai Yük Taşıma Kapasitesi

Bu çalışmada derin sularda (∼35-40m) uygulanabilecek yüksek güç kapasiteli (∼5-7 MW) rüzgar enerjisi türbinleri için önerilen yenilikçi jacket temel sisteminin davranışı nihai yatay taşıma kapsitesi açısından incelenmiştir. Tek kazıklı standart jacket ile yakın mesafeli çift kazıklı yenilikçi jacket temel sistemleri için yatay yük taşıma kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Yatay yük kapasitesi tahmini için hiperbolik yöntem kullanılmıştır. İnceleme suya doygun çok sıkı kum zemin ortamında ve statik kombine yükleme koşullarında gerçekleştirilmiştir. Araştırma üç boyutlu sayısal analiz yöntemine dayanmaktadır. Sonlu elemanlar modelinin doğrulaması literatürde yer alan arazi deney sonuçları ile gerçekleştirilmiştir. Parametrik analiz yöntemi ile kazık uzunluğu ve kazıklar arası mesafenin yatay yük taşıma kapasitesi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sonuçlar toplamda aynı kazık uzunluğuna sahip temel sistemi durumunda dahi çift kazık kullanımının jacket temel siteminin deplasman birikimini önemli ölçüde azalttığını ve yatay yük taşıma kapasitesini önemli derecede arttırdığını göstermektedir.

Ultimate Load Capacity of Group-Pile Supported Jacket Foundations for Offshore Wind Energy Converters

This study was performed to investigate the ultimate horizontal load capacity of an innovative foundation system for large offshore wind power farms (i.e. ∼5-7 MW) to be constructed in deep waters, ∼35-40 m. The ultimate capacity of the standart jacket foundation system with single piles and double-pile supported novel jacket foundation system were estimated using hyperbolic method. Numerical method was used to evaulate the response of the foundations under combined loading in saturated very dense sand. The validation of the developed finite element model for two cases was made using the results of field tests in the literature. The effect of pile length and pile spacing on the ultimate capacity were determined by parametric analysis. The results indicate that the jacket foundation with closely spaced piles provides higher ultimate load capacity and shows a significantly better response than the response of a single-pile configuration with embedded length L, although the total length of the piles is same.

___

  • Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) 2017. Windenergie Report Deutschland 2016. Fraunhofer Verlag, Stuttgart, 120s.
  • https://www.fino1.de/en/location-sea-floorwaves-wind ( Erişim Tarihi: 19.11.2018)
  • Bhattacharya,S., Nikitas, N., Garnsey, J., Alexander, N.A., Cox, J., Lombardi,D. 2013. Observed Dynamic Soil-Structure Interaction in Scale Testing of Offshore Wind Turbine Foundations, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Cilt. 54, s. 47-60. DOI: 10.1016/j.soildyn.2013.07.012 [ Frederiksen, H. 2008. Offshore Foundations for Windfarms. Project Report National University of Singapore, Singapore, 37s.
  • Hung, L.C., Kim, S-R. 2014. Evaluation of Combined Horizontal-Moment Bearing Capacities of Tripod Bucket Foundations in Undrained Clay, Ocean Engineering, Cilt. 85, s. 100-109. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2014.04.025
  • Tran, N.X., Hung L.C., Kim S-R. 2017. Evaluation of Horizontal and Moment Bearing Capacities of Tripod Bucket Foundations in Sand, Ocean Engineering, Cilt. 140, s. 209-221. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2017.05.012
  • Brinkgreve R.B.J., Engin E., Swolfs W.M. (Editörler) 2013. Plaxis 3D User’s Manuel, Plaxis bv Delft, 46s.
  • Benz, T. 2007. Small Strain Stiffness of Soils and Its Numerical Consequences. Stuttgart Üniversitesi, Geoteknik Enstitüsü, Doktora Tezi, 179s, Stuttgart.
  • Reese, L.C., Cox, W.R., Koop F.D. 1974. Analysis of Laterally Loaded Piles in Sand. Proceedings of the Offshore Technology Conference, 6-8 Mayıs, Texas, 95-105.
  • Arta, M.R. 1992. The behavior of laterally loaded two-pile groups. Durham Üniversitesi, Fen Fakültesi, Doktora Tezi, 378s, Durham.
  • Akdag, C.T. 2016. Behavior of Closely Spaced Double-Pile-Supported Jacket Foundations for Offshore Wind Energy Converters under Monotonic Loading, Applied Ocean Research, Cilt. 58, s. 164-177. DOI: 10.1016/j.apor.2016.04.008
  • Lee, H. H., Sun, Y. L. 1994. Yielding Load and Effective Length of Laterally Loaded Vertical Pile, Journal of the Chinese Institute of Civil and Hydraulic Engineering, Cilt. 6 , s. 161-167.
  • Briaud, J. L. 1997. SALLP: Simple Approach for Lateral Loads on Piles, Journal of the Geotechnical and Geoenvironmental Engineering Division, ASCE, Cilt. 123, s. 958-964. DOI:10.1061/(ASCE)10900241(1997)123:10(9 58)
  • Meyerhof, G. G., Sastry, V. V. R. N., Yalcin, A. S. 1988. Lateral Resistance and Deflection of Flexible Piles, Canadian Geotechnical Journal, Cilt. 25, s. 511-5222. DOI: 10.1139/t88-056
  • Gleser, S. 1984. Generalized Behavior of Laterally Loaded Vertical Piles, ss 239-243. Langer, J.A., Mosley, E.T., Thompson, C.D., ed. 1984. Laterally Loaded Deep Foundations: Analysis and Performance, ASTM Special Publications, 251s.
  • Slack, D. C., Walker, J. N. 1970. Deflections of Shallow Pier Foundations, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Cilt. 96, s. 1143-1157.
  • Villalobos FA, Byrne BW, Houlsby GT. 2005. Moment loading of caissons installed in saturated sand. In: Proceedings of international symposium on frontiers in Geotechnics, ISFOG. University of Western, 19-21 Eylül, Perth, 411- 16.
  • Manoliu I, Dimitriu DV, Radulescu N, Dobrecu GH. 1985. Load–deformation Characteristics of Drilled Piers. Proceedings of 11th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 12-16 Ağustos, San Francisco, 1553-1558.
  • Achmus M., Kuo Y-S., Abdel-Rahman K. 2009. Behavior of Monopile Foundations under Cyclic Lateral Load, Computers and Geotechnics, Cilt. 36, s. 725-735. DOI: 10.1016/j.compgeo.2008.12.003
  • Achmus M., Akdag C.T., Thieken K. 2013. Loadbearing Behavior of Suction Bucket Foundations in Sand, Applied Ocean Research, Cilt. 43, s. 157- 165. DOI: 10.1016/j.apor.2013.09.001
  • Akdag, C.T. 2017. Response of a Novel Supporting System for Offshore Wind Energy Converters. 3. Uluslararası Zemin-Yapı Etkileşimi Sempozyumu, 18-20 Ekim, İzmir, 383- 3
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-9304
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 1999
  • Yayıncı: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi