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| Seismic Response of Bucket Foundations for Offshore Wind Tower |
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| Seismic Response of Bucket Foundations for Offshore Wind Tower |
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Leonardo T. Olalo, Yun Wook Choo, Sang Guk Yang, Ji-Hoon Seo, Kyung-Tae Bae |
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| Abstract |
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This study aims to investigate seismic response of bucket foundations for the support of offshore wind tower. The prototype design of the bucket foundation was scaled down with a scaling number of 1/240 to manufacture the model. An additional gravity base foundation (GBF) model was prepared and its diameter is same with the bucket. The dynamic centrifuge tests for both models installed in sandy soil were carried out at 60 G resulting in the 1/4 scale prototype. Two real earthquake motions, Kobe and El Centro earthquakes were applied to the models. The earthquake motion scaled with peak accelerations from 0.02 G to 0.2 G was excited at the base of the soil container. The acceleration at the platform level (i.e. the connection of the tower and foundation) for the bucket foundation is lower than that of the GBF. The types of earthquake affected the responses at the platform. The displacement at the platform level of the bucket was also lower than the GBF. The contact pressure was at the bottom invert of both models and skirt surface of the bucket. The contact pressure at the bottom invert of the GBF significantly increases with increasing excitation while that of the bucket is negligible. The contact pressure at the skirt surface of the bucket significantly increases due to seismic loading. |
| Key Words:
Offshore wind tower; Bucket foundations; Gravity base foundations; Seismic response; Dynamic centrifuge tests |
| 요지 |
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본 연구에서는 해상풍력 지지구조물로 제안되는 버켓기초의 지진시 거동을 분석을 위하여 동적원심모형실험을 수행하였다. 원형버켓 기초구조물의 1/240스케일로 모형이 사용되었고, 동일한 크기의 중력식기초 모형가 비교되었다. 두 개의 기초형식은 모래지반에 설치되었다. 원심가속도 60 G에서 수행되어, 원형구조물의 1/4축소원형에 대한 거동을 분석하였다. 두 개의 실계측지진파Kobe와 ElCentro지진파가 입력파형으로 사용하였고, 원형스케일로 최대기반암가속도가 0.02 G에서 0.2 G까지 가진되었다. 플랫폼높이에서 버켓기초의 증폭이 중력식기초에 비해 작게 나타났고, 증폭은 지진파의 종류의 영향을 받았다. 버켓기초의 주파수특성은 자유장 진동의 주파수특성이 상부구조로 그대로 전달되나, 중력식기초의 경우 주파수특성이 크게 변화하였다. 상부타워와 연결되는 플렛폼높이에서의 수평방향 변위도 버켓기초가 중력시기초보다 다소 작게 발생함을 확인하였다. 두 모형구조물 바닥판에서 측정된 접촉응력은 중력식기초의 경우 지진하중으로 인한 접촉압의 변화가 뚜렷하나, 버켓기초의 경우 스커트의 영향으로 바닥면 접촉압력이 미미하였다. 버켓기초의 경우 스커트에서 측정된 접촉압력이 매우 뚜렷하여 버켓기초의 지지력에 큰 역할을 하는 것으로 나타났다. |
| 핵심용어:
해상풍력기초; 버켓기초; 중력식기초; 지진안정성; 동적거동; 동적원심모형실험 |
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