Analysis of experimental measurements on the rock anchored wind turbine foundation

Abstract

This thesis concerns the analysis of the experimental measurements on the rock anchored wind turbine foundation. The analysis is concentrated on the rock anchors and the adapter plate. The measured data is post-processed and analysed with Matlab and Excel software. The objective of this thesis is to verify Peikko’s design procedure and to form a basis for the future research and foundation optimization.

In the literature research analytical methods for static and fatigue design and fundamentals of the strain gauge measurement theory are presented. The experimental part involves the formation of the FE-model of the rock anchored foundation with the Abaqus CAE software and analysis of the measured data. The static and fatigue analysis of the rock anchors are carried out from the measured data and results are compared with the results from the design calculations. Also measured data from the adapter plate is compared with data from FE-model and the fatigue analysis of the adapter plate is carried out from the FE-model data.

As a result of this thesis Peikko’s design procedure is verified and now FE-model of the rock anchored wind turbine foundation design is benchmarked with data from the real world measurements. This leaves opportunities for foundation optimization and many interesting subjects for future research has already been found.

Tässä diplomityössä analysoidaan mittausdataa kallioankkuroidusta tuulivoimalan perustuksesta ja saatuja tuloksia verrataan suunnittelulaskelmiin. Työssä tarkastellaan peruksen osista kallioankkureita ja adapterilevyä. Mitatun datan jälkiprosessointi ja analysointi suoritetaan Matlab ja Excel ohjelmistoilla. Työn tarkoituksena on verifioida Peikon nykyinen suunnitteluprosessi ja luoda pohja perustuksen optimoinnille.

Työn kirjallisuustutkimuksessa käsitellään analyyttisia laskentamenetelmiä staattiseen ja väsymismitoitukseen sekä esitetään venymäliuskamittauksen perusperiaatteet. Työn kokeellisessa osuudessa analysoidaan perustuksista mitattua dataa ja lisäksi muodostetaan perustuksen elementtimenetelmämalli Abaqus CAE ohjelmistolla. Kallioankkureiden staattinen analyysi sekä väsymisanalyysi tehdään mitatusta datasta ja saatuja tuloksia verrataan analyyttisesti laskettuihin tuloksiin. Adapterilevystä mitattuja jännityksiä verrataan elementtimenetelmämallista saataviin jännityksiin ja väsymisanalyysi tehdään elementtimenetelmämallin pohjalta.

Työn tuloksena Peikon käyttämät laskentamenetelmät pystyttiin verifioimaan. Tämä avaa jatkossa mahdollisuuden perustuksen optimointiin ja lisäksi työn tekemisen aikana löydettiin useita mielenkiintoisia jatkotutkimusaiheita.