摘要：[目的]为了能够更加准确、快捷地预测海上大直径单桩的自沉深度,降低施工风险,分别采用了基于设计参数的方法和基于CPT原位测试的方法进行分析计算并根据现场实际施工数据进行初步分析。[方法]通过API推荐的桩基承载原理,利用现场沉桩数据,结合误差分析,将理论计算结果与实际沉桩数据进行比较,修正设计输入参数。[结果]分析结果表明:计算粘土的自沉与溜桩分析过程中,折减强度系数Sr的不同,对沉桩预测差异很大;同时,自沉过程与溜桩过程折减强度系数Sr的选取不同。[结论]通过对比分析,得到了广东沿海海域粘土强度折减系数Sr取值范围,可以为后面海上沉桩作业提供设计参考,此外,研究发现利用CPT数据能够更好地预测自沉和溜桩现象。

摘要：[目的]海上风电机组基础与上部结构连接通常采用灌浆连接方式,保证灌浆连接段的安全性至关重要,灌浆连接段的研究一直是重点和难点。[方法]对过往海上风电灌浆连接段的相关力学研究进行综述,介绍了海上风电灌浆材料的基本力学性能,总结了灌浆连接段的受力机理和影响承载力的因素,并对现有规范设计和未来研究方向进行阐述。[结果]灌浆连接段对灌浆材料的使用要求严苛,需要使用高强灌浆料。在轴压作用下,灌浆连接段通常表现为斜压短柱的延性破坏模式,承载力主要受到灌浆连接段径向刚度、剪力键的高距比和形状、灌浆连接段长径比以及灌浆材料强度的影响。相关设计规范对极限承载力的设计均有明确的设计方法,但在疲劳设计方面研究较少,存在不完善的情况。[结论]因此,尚需进一步研究灌浆连接段浸没在水中的疲劳性能。同时,未来在试验研究上需要采用足尺或小缩尺的试件,在数值研究上需要采用精细化的数值模型进行分析。

摘要：[目的]随着海上风机工程逐渐向深远海区域发展,海上恶劣的施工环境极有可能导致导管架基础灌浆连接的安装产生误差进而影响连接的轴向力学性能,故需要研究安装误差对于灌浆连接段轴向力学性能的影响规律。[方法]首先开展灌浆连接段缩尺试件的轴向静力加载试验,随后采用有限元分析方法来模拟对应试件的轴向加载过程,其模拟结果与试验数据显示出较好的拟合性。[结果]研究结果表明:纵向、横向安装误差的增大会导致灌浆连接段轴向刚度的增大,并会进一步改变套管和桩管的纵向应变分布;另外,安装误差的增大也会引起轴向加载过程中灌浆料内第三主应力最大值的增大和其分布位置的变化。[结论]综上所述,安装误差对导管架基础灌浆连接段轴向力学性能的影响可能导致灌浆连接段破坏模式的改变,故需根据安装误差的影响规律来对其危害予以充分的考虑与评估。

摘要：[目的]由于荷载的时变性与随机性,海上风电基础结构中的灌浆连接段疲劳问题突出,为确保海上风电基础服役安全性,需要研究连接段疲劳性能演化规律。[方法]从有限元数值模型出发,将马尔科夫荷载矩阵转化为灌浆连接段关键位置处的应力,并结合材料的S-N曲线和线性累积损伤准则,实现对灌浆连接段的疲劳性能评估。[结果]通过对灌浆连接段有限元模型分析可知,在轴向荷载作用下,钢结构产生的累积损伤值大于灌浆材料,但均小于DNV规范中的限值。[结论]说明在该风机荷载作用下,灌浆连接段内的两种材料均不会发生疲劳破坏,风机基础结构是安全的,同时该分析方法也是有效的。

摘要：[目的]灌浆连接段被广泛应用于海上风机支撑结构与基础的连接,其力学性能对整个风机的可靠性至关重要。为了探寻对灌浆连接段合适的应力评价方法,文章进行了有限元模拟分析。[方法]通过建立数值模型来探究灌浆连接段在给定的压弯荷载下的应力分布情况,提出用名义平均应力和应力相关系数的概念来评价其总体应力水平,最后研究了各种参数对连接段力学性能的影响,并确定了在各参数变化条件下应力相关系数的范围。[结果]参数分析的结果显示剪力键的位置对灌浆连接段钢管的Mises应力和浆体的Tresca应力有较大的影响。并且钢管的厚度与最大应力具有负相关性。同时发现,灌浆层的最大Tresca应力仅对自身厚度的变化较为敏感,而对钢管厚度变化不敏感。最后,根据参数分析确定的应力相关系数在3到6之间。[结论]参数分析结果可以为灌浆连接段设计提供参考,而应力相关系数能够被应用于初步评估灌浆连接段在联合荷载作用下的力学性能。

摘要：[目的]海上风机中,上部风电机组和钢管桩基础的连接是通过灌浆连接段来实现的。近年来,风力发电机的功率越来越大,对灌浆连接段的受力性能提出了更高的要求。[方法]采用数值分析方法,分析了压-弯作用下固定轴压比时灌浆连接段结构参数对受力性能的影响。从灌浆厚度tg、剪力键高距比h/s以及灌浆连接段长径比L/Dp三个重要参数出发,分析了灌浆连接段荷载位移曲线的变化、灌浆连接段端部接触压力分布的变化以及灌浆连接段应力状态。[结果]数值分析结果表明:灌浆连接段的三个尺寸参数tg,h/s和L/Dp的变化均会对其力学性能产生影响。[结论]通过对灌浆连接段各结构参数进行分析,对保证其正常工作具有重要意义,同时可以指导设计工作。

摘要：[目的]主要对海上风电嵌岩桩的桩基尺寸与竖向荷载等因素对其水平承载特性的影响进行研究。[方法]文章采用有限差分的数值方法,基于一处现场试验建立数值模型并进行参数分析。[结果]结果表明:嵌岩桩基存在一个临界嵌岩长度(长径比),桩基尺寸的改变会影响桩-岩的相对刚度,进而使临界嵌岩长度随之改变,随着桩径的减小,嵌岩桩临界嵌岩长径比逐渐增加;在桩的承载能力范围内,在竖向荷载与水平荷载共同作用下,桩基的水平位移和桩身弯矩有较大程度的减小,如果认为竖向荷载引起的侧摩阻力在桩的两侧大小与方向相同,或将竖向侧摩阻力简化为作用在桩的轴线则会忽略这一效应的影响,会对计算结果造成误差。[结论]论文结果对于临界嵌岩长度以及竖向荷载影响的分析将有助于水平承载嵌岩桩的合理设计和深入研究。

摘要：针对风电装备服役中多次出现船舶失控撞击风电单桩基础结构,导致其承载性能改变,造成严重安全隐患的问题,采用非线性有限元法,结合船撞海上风电单桩基础结构过程中涉及的材料、几何及接触非线性问题,考虑桩土作用,提出并采用船舶-风电结构-土体全耦合模型。以工程实际风电单桩基础结构为研究对象,对船撞前结构极限强度、结构损伤与损伤后结构剩余强度进行了计算,并对船撞后基础结构损伤特性与剩余强度的变化规律进行了分析,获得了船撞过程速度和角度参数与受损结构剩余强度的相互关系。得出准静态法在非线性求解过程中处理收敛性问题上更有优势;采用动态显式求解程序能更好地求解碰撞过程中各参数对碰撞结果的影响;进行受损后剩余极限强度研究时应先进行动态衰减能量分析等结论。

摘要：[目的]海上风电基础结构船撞事故频发,准确评估结构损伤后结构剩余强度成为风电场运维安全的重要技术。[方法]针对广东海域实建导管架和船舶运行情况,采用有限元方法模拟船舶质量、初速度、碰撞角度等不同组合情况下导管架基础船撞过程。[结果]通过计算法,得到不同工况下碰撞力时程和关键节点塑性应变,获得了最大碰撞力与各撞击因素关联关系和典型节点损伤特征。[结论]根据分析结果,得到典型导管架局部结构船撞后剩余强度变化规律,为实际工程中快速评估相关结构的船撞损伤提供技术支撑。

摘要：为研究偏心误差下灌浆连接段的轴向力学性能,针对外筒内径2290mm、内筒外径1900mm偏心误差为115mm的导管架灌浆原型进行竖向抗拔试验,加载至26000kN时,试件整体仍处于弹性状态。在试验基础上采用有限元分析法研究偏心误差对灌浆原型抗拔力学性能的影响。研究结果表明,偏心误差会导致灌浆体第三主应力增大,但对钢管的应变大小及分布影响有限。