波流作用下某海上风机单桩基础冲刷试验

　　项目类别：桩基础抗波流试验

　　波流作用下某海上风机单桩基础冲刷试验

　　1.项目概况

　　桩基础是海洋结构物基础的一种重要形式，广泛应用于近岸浅水条件，且桩基础对地质条件和载荷环境的适应能力强，在海上风机、海洋平台、跨海大桥等工程中得到广泛应用。在近年蓬勃发展的海上风电工程当中，直径达5-7米的单桩基础应用广泛，已占到全世界已建成海上风机基础的70%以上，在我国的如东风电场等实际工程中单桩基础也逐步开始应用，且在渤海、东海等区域有着广阔的应用前景。但是，由于服役水深较浅，受台风巨浪等海洋环境载荷作用下，使得风机停机、油气平台发生失稳破坏的案例屡见不鲜。

　　图1 中石化胜利作业平台“9-7”倾斜事故和中广核新能源海上风电施工平台倾斜事故

　　2.服务内容

　　（1）本项目需为项目方提供仪器标定、现场传感器安装指导等技术服务。

　　（2）为本项目提供的孔压传感器需可记录桩基周围海床土体发生液化时“瞬时”超静孔压。

　　（3）本项目使用的孔压传感器要求具有微型化（直径≤10mm），传感器线径小（减少对流场干扰），较高频响速率（响应时间≤0.1ms），透水石可单独清理与饱和、传感器线缆颜色需与白色砂土具有明显区分，分辨率≤0.020kPa（记录土体内孔隙水压力变化）；更为重要的是要求孔压传感器可在流体环境中长期工作。

　　（4）本项目要求孔压传感器故障率≤5%，工况持时≥30天。

　　（5）为本项目提供的仪器型号为DSP-I孔压传感器，主要技术参数见表1。

　　表1.该项目所布设仪器具体情况

　　3.项目实况与代表数据

　　（1）试验设备

　　该试验采用流固土耦合波流水槽及同步测试系统，可专门模拟“波浪/海流－水中结构－海床土体”动力耦合作用的实验设备。设备总长52米、宽1.0米、深1.5米（试验段总深3.3米）可同步产生规则波/随机波和双向变速水流。

　　（2）传感器布设方案

　　图5传感器部分布设方案

　　（3）动力试验代表性数据

　　图6.波浪作用下桩基附近孔压传感器动态量测数据

　　4.服务评价

　　本次波流作用下某海上风机单桩基础冲刷试验，DSP-I孔压传感器记录的数据为研究驻波作用下桩基抗液化提供了重要资料。

　　用户评价：DSP-I孔压传感器具有良好的频响速率和稳定性、高分辨力、使用寿命长，可很好的适用于复杂的海洋工程环境，且传感器可准确地记录桩基在波浪作用下的超静孔隙水压力变化规律。