Maria Fernanda Wamser Barra
Título
CENTRIFUGE MODELLING OF MONOPILE FOUNDATION FOR OFFSHORE WIND TURBINES
Resumo
No Brasil, apesar de ainda não existirem parques eólicos offshore, a possibilidade de implantação desses parques já é uma realidade. Assim, apresenta-se a necessidade de compreender o comportamento de fundações para essas estruturas. Neste trabalho são abordados os aspectos envolvidos na modelagem centrífuga de fundações do tipo monopiles submetidos a cargas laterais de ondas e ventos. O principal objetivo é avaliar o comportamento do solo frente a esses carregamentos. Foram realizados ensaios a 100g em areias quartzosa e carbonatada, simulando um protótipo de 1,84 m de diâmetro externo e 9,23 m de comprimento enterrado. Foram realizados ensaios monotônicos, envolvidos em um projeto de benchmark, cujos resultados se mostraram consistentes e com comportamento dentro do encontrado na literatura. Também foram feitos ensaios cíclicos com 150 e 4800 ciclos, que mostraram a influência do número de ciclos na rigidez e no mecanismo de ruptura do solo. Além disso, a partir de strain gauges colados ao longo do modelo, perfis de momento fletor ao longo da profundidade permitiram obter a reação do solo e o deslocamento sofrido pelo monopile ao longo da profundidade. Foi observado que, quanto maior o percentual de carbonato de cálcio na amostra, maior a capacidade de carga e rigidez frente ao carregamento lateral.
Abstract
In Brazil, although there are no offshore wind farms yet, the possibility of implementing these parks is already a reality. Thus, there is a need to understand the behaviour of foundations for these structures. In this research, the aspects involved in the centrifuge modelling of monopiles foundations subjected to lateral loads due to the action of waves and winds are analysed. The main objective is to evaluate the behaviour of the soil subjected to these loads. Tests were carried out at a centrifuge acceleration of 100g on silica and carbonated sands, simulating a prototype of 1.84 m in external diameter and 9.23 m in embedded length. Monotonic tests were carried out, involved in a benchmark project, and the results were shown to be consistent with behaviour observed in the literature. Cyclic tests were also carried out with 150 and 4800 cycles, which showed the influence of the number of cycles on the stiffness and failure mechanism of the soil. In addition, using strain gauges along the model, bending moment profiles along the depth were obtained, which made it possible to obtain the soil reaction and the displacement profiles of the monopile along with the depth. It was observed that the higher the percentage of calcium carbonate in the sample, the greater the carrying capacity and stiffness in relation to lateral loading.
