一种桶基竖向初始动阻抗试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种桶基竖向初始动阻抗试验装置及试验方法，包括桶形基础、风机塔架、质量块、延伸推力杆、低频电磁激振器、激振器固定架、力传感器、法兰连接盘、土压力传感器、孔隙水压力传感器、加速度传感器、应变片、耗能材料、排水管、试验铁箱、角钢肋条、钢板加劲肋、加载架、功率放大器、扫频信号发生器、动态采集仪、计算机。该装置由荷载加载部分和桶形基础部分组成，以实现竖向动刚度和竖向动阻尼的测量。利用低频激振器进行加载，通过测量土体的作用力与位移算得桶基的动刚度。通过在质量块处施加竖向初始位移，测量衰减曲线求得桶基的动阻尼。本发明专利技术可以准确地研究桶基的竖向初始动阻抗及其影响因素，为进一步研究打下基础。

A barrel based vertical initial dynamic impedance test device and test method

The invention discloses a bucket of vertical dynamic impedance of the initial test device and test method, including bucket foundation, wind turbine tower, mass, extension of the thrust rod, low frequency electromagnetic vibrator, vibrator fixed frame, force sensor, flange plate, pressure sensor, pore water pressure sensor, acceleration sensor and strain gauges, energy materials, drainage pipe, test box, steel plate, iron rib stiffener, loading frame, power amplifier, frequency sweep signal generator, dynamic acquisition instrument and computer. The device is composed of a load loaded part and a bucket shaped foundation, in order to measure the vertical dynamic stiffness and the vertical dynamic damping. The dynamic stiffness of the bucket foundation is calculated by measuring the force and displacement of the soil by means of the low frequency exciter. The dynamic damping of bucket foundation is obtained by measuring the attenuation curve by applying the vertical initial displacement at the mass block. The invention can accurately study the vertical initial dynamic impedance of a bucket foundation and the influencing factors thereof, thereby laying the foundation for further research.

【技术实现步骤摘要】
一种桶基竖向初始动阻抗试验装置及试验方法
本专利技术属于本专利技术属于海上风机发电
，尤其涉及一种桶基竖向初始动阻抗试验装置及试验方法。
技术介绍
随着煤炭、石油等不可再生能源日渐减少，以及化石能源使用所带来的环境问题日益突出，很多国家开始积极探索和开发可再生能源。作为可再生能源的代表，海上风能因其具有节约土地资源、风能平稳、无噪音、无污染等特点成为了新能源开发的的研究重点。海上风机的超大直径薄壁桶基一般指的是直径远大于常见桩基础及吸力锚基础，直径达数十米（最大已经达到30m），且桶基壁厚的厚径比远小于0.1的桶形基础。如2002年丹麦的Frederikshavn风电场中，首次使用了直径12m，厚径比0.002的超大直径薄壁桶形基础。特别是随着海上风电开发所遇水深的不断增大，从海上石油平台导管架结构演变而来的，适应水深范围更广、承载力更大的三脚架及四脚导管架基础也不断被应用到风机的基础中，吸力桶基础作为这些“多足”支撑结构的每个“脚”形成多桶基础，通过反向的竖向反力抵抗倾覆弯矩。对于深海浮式风机和多桶基础的风机，风机在实际运行时，上部结构受到风、浪、流、地震波等侧向荷载的作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：包括试验铁箱（15）和桶形基础（1）；所述桶形基础（1）的底部插入试验铁箱（15）内砂土（16）正中央；风机塔架（2）通过法兰连接盘（8）固定于桶形基础（1）上方，质量块（3）固定在风塔机架（2）的上方；低频电磁激振器（5）固定在激振器架（6）上，激振器架（6）固定在加载架（20）上，加载架（20）嵌套在试验铁箱（15）侧壁上端；低频电磁激振器（5）的下端连接着延伸推力杆（4），力传感器（7）固定在延伸推力杆（4）和质量块（3）之间；在桶形基础（1）的桶壁外侧贴有应变片（12），土压力传感器（9）布置在桶形基础（1）底部与土体的接触面上，在桶形基础（...

【技术特征摘要】
1.一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：包括试验铁箱（15）和桶形基础（1）；所述桶形基础（1）的底部插入试验铁箱（15）内砂土（16）正中央；风机塔架（2）通过法兰连接盘（8）固定于桶形基础（1）上方，质量块（3）固定在风塔机架（2）的上方；低频电磁激振器（5）固定在激振器架（6）上，激振器架（6）固定在加载架（20）上，加载架（20）嵌套在试验铁箱（15）侧壁上端；低频电磁激振器（5）的下端连接着延伸推力杆（4），力传感器（7）固定在延伸推力杆（4）和质量块（3）之间；在桶形基础（1）的桶壁外侧贴有应变片（12），土压力传感器（9）布置在桶形基础（1）底部与土体的接触面上，在桶形基础（1）下方的桶形基础（1）的中轴线上、桶形基础（1）的桶壁两侧以及桶形基础（1）外侧壁周围均布置有孔隙水压力传感器（10）；加速度传感器（11）固定在桶形基础（1）的顶盖上，低频电磁激振器（5）和功率放大器（21）连接，功率放大器（21）和扫频信号发生器（22）连接；应变片（12）、土压力传感器（9）、孔隙水压力传感器（10）、加速度传感器（11）和力传感器（7）均通过数据线和动态采集仪（23）连接，动态采集仪（23）和计算机（24）连接。2.根据权利要求1所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：在试验铁箱（15）的底部还设有排水装置。3.根据权利要求1所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：低频电磁激振器（5）、质量块（3）、风机塔架（2）以及桶形基础（1）的中轴线重合。4.根据权利要求1所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：所述试验铁箱（15）的内壁固定有耗能材料（13）。5.根据权利要求2所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：所述排水装置包括若干根排水管（14），排水管（14）从试验铁箱（15）的四角延伸到试验铁箱（15）外部。6.根据权利要求4所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：所述耗能材料（13）为多孔泡沫。7.根据权利要求1所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：所述试验铁箱（15）通过钢板焊接而成，并进行防锈处理。8.根据权利要求1所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：所述加速度传感器（11）对称的固定在桶形基础（1）的顶盖的两侧。9.根据权利要求1所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置，其特征在于：试验铁箱通过钢板焊接而成，并进过防锈处理，且铁箱外表面沿着铁箱长度方向焊有角钢肋条（18），同时加载架（20）两侧还布置有钢板加劲肋（19）。10.基于权利要求1-8所述的一种桶基竖向初始动阻抗试验装置的试验方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺瑞，林捷，郑金海，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32