Grond-structuurinteractie-raamwerk voor monopalen in zand onder cyclische belasting

Recente ontwikkelingen in de sector offshore hernieuwbare energie hebben geleid tot grotere windturbines en dus tot een vergroting van de diameter van de monopaalfunderingen die gewoonlijk worden gebruikt om de prestaties ervan te garanderen, met name onder hogere laterale cyclische belastingen ten gevolge van golven en wind. Door rekening te houden met de effecten van cyclische belasting, met name op de langetermijncapaciteit van de funderingen, wordt duidelijk dat monopalen in staat zijn zowel de respons als de levensduur van dergelijke energie-infrastructuur te beheersen. Ondanks de verschillende benaderingen die beschikbaar zijn om de cyclische respons van geotechnische constructies te schatten, blijft een alternatief dat rekening kan houden met spanningsaccumulatie door middel van een thermodynamisch consistent, multi-surface plasticiteitskader om meer accurate voorspellingen van cyclische verplaatsingen op lange termijn te genereren, onontgonnen. In dit verband beoogt dit gezamenlijk project van de KU Leuven (KUL) en de Universiteit van Melbourne (UoM) de ontwikkeling van een nieuw driedimensionaal (3D) grond-structuurinteractiemodel voor monopalen onderworpen aan laterale cyclische belasting in zand door middel van een eindige elementenoplossing met behulp van geavanceerde constitutieve modellering van de grond en laboratoriumtests. De theoretische ontwikkeling zal kalibratie van het model omvatten door middel van een cyclisch testprogramma in het laboratorium en toepassing op problemen in verband met de interactie tussen monopalen en de ondergrond, met inbegrip van vergelijkingen met voorspellingen van bestaande modellen en beschikbare testgegevens. De resultaten van het project zullen worden geïntegreerd in een toegankelijk ontwerpinstrument dat een betere voorspelbaarheid van de cyclische capaciteit van monopiles in de ingenieurspraktijk mogelijk moet maken.