[发明专利]海上风电单桩p-y曲线法的模型误差评估方法、装置和设备

权利要求书

1.一种海上风电单桩p-y曲线法的模型误差评估方法，其特征在于，所述方法包括：

获取海上风电单桩的实测试桩数据，所述实测试桩数据包括荷载-位移曲线，所述荷载-位移曲线用于表征桩顶的水平荷载与泥面处桩身的水平位移之间的关系；

创建用于分析海上风电单桩水平承载力的三维有限元基准模型；

分别通过所述实测试桩数据和所述三维有限元基准模型计算相同工况下的实测水平极限承载力和第一模型水平极限承载力，并根据所述实测水平极限承载力和第一模型水平极限承载力之间的差异，标定所述三维有限元基准模型相对于实测试桩数据的基准模型误差；

调整所述三维有限元基准模型的模型参数，得到多个仿真案例；

分别通过p-y曲线法和所述三维有限元基准模型对相同的仿真案例依次进行分析计算，得到互相对应的p-y水平极限承载力和第二模型水平极限承载力，并根据所述p-y水平极限承载力和第二模型水平极限承载力之间的差异，确定p-y曲线法相对于所述三维有限元基准模型的曲线偏差；

通过所述曲线偏差和所述基准模型误差评估p-y曲线法相对于实测试桩数据的p-y曲线模型误差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型参数包括桩体参数和土体本构参数，所述桩体参数包括桩的埋深、桩的直径、桩的壁厚、加载点高度；所述土体本构参数包括：土体有效重度、初始参考孔隙比、泊松比、临界状态线斜率、压缩系数、膨胀系数、渗透系数、初始超固结参数、超固结控制参数、初始结构性参数和结构性控制参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过p-y曲线法计算各个仿真案例对应的p-y水平极限承载力的步骤包括：

将单桩从泥面以下至桩底的部分划分为预设数量的计算单元，并根据所述计算单元和当前仿真案例创建有限差分方程；

初始化桩顶水平荷载和各个节点的水平位移，所述节点是所述计算单元的端点；

将各个节点初始化的水平位移代入p-y曲线，得到各个节点的土抗力；

将各个节点的土抗力代入所述有限差分方程，计算得到各个节点的新水平位移；

若各个节点的新水平位移和各个节点初始化的水平位移之间的误差小于预设阈值，且泥面处桩身的新水平位移达到0.1倍桩径时，将初始化的桩顶水平荷载作为当前仿真案例的p-y水平极限承载力；

若各个节点的新水平位移和各个节点初始化的水平位移之间的误差大于等于预设阈值，或泥面处桩身的新水平位移没有达到0.1倍桩径，则返回所述初始化桩顶水平荷载和各个节点的水平位移的步骤，重新初始化。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曲线偏差是所述第二模型水平极限承载力和所述p-y水平极限承载力的比值；所述基准模型误差是所述实测水平极限承载力和所述第一模型水平极限承载力的比值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述曲线偏差和所述基准模型误差评估p-y曲线法相对于实测试桩数据的p-y曲线模型误差，包括：

分别估计所述基准模型误差和所述曲线偏差的概率分布；

根据估计的基准模型误差概率分布确定所述基准模型误差对应的第一均值和第一变异系数，并根据估计的曲线偏差概率分布确定所述曲线偏差对应的第二均值和第二变异系数；

通过所述第一均值和所述第二均值的乘积计算所述p-y曲线模型误差对应的第三均值；

通过所述第一变异系数和所述第二变异系数平方和的开方计算所述p-y曲线模型误差对应的第三变异系数；

通过安德森-达林检验来检验p-y曲线模型误差对应的概率分布形式，并通过所述第三均值、所述第三变异系数和所述p-y曲线模型误差对应的概率分布形式确定所述p-y曲线模型误差。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基准模型误差和所述曲线偏差的概率分布估计为对数正态分布。