考虑水流侵入的海上风机基础灌浆连接段疲劳性能试验研究

摘要

海上风机基础中的灌浆连接段会在浪溅区或者水下工作,水流的侵入可能会对灌浆连接段的疲劳性能产生影响.本文设计了灌浆连接段局部性能试件,其中四个试件在空气中进行疲劳加载;同时,设计了一套水循环装置,让两个试件在水流侵入的条件下进行疲劳加载.试验结果表明,空气中疲劳荷载幅较大的试件A-3的灌浆材料出现了较宽的裂纹和剥落现象,试件加载的残余变形不断累积.同时,相同荷载幅条件下的两对试件相比,空气中的2个试件经过200万次疲劳循环总变形都在-0.7 mm以内;而水中的2个试件仅加载至26.4万次及6.4万次时,试验机位移便达到-10 mm,试验终止.由此可见,水流侵入会严重劣化灌浆连接段的疲劳性能.原因在于,水流会侵入灌浆材料裂纹内部,在荷载加载时,侵入的水分挤压灌浆材料局部的缝隙,加速裂纹的形成与开展;而在荷载卸载时,水流带走被压碎的灌浆材料,使得裂纹不稳定扩展,灌浆材料块体剥落.