海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)灌漿連接段研究綜述

游先輝

(福建永福電力設(shè)計(jì)股份有限公司，福建 福州 350001)

1 概述

全球能源危機(jī)和生存環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，開(kāi)發(fā)和建設(shè)可再生能源已成為全球熱點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，中國(guó)必須大力優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展可再生能源，不斷削減傳統(tǒng)能源的比重。風(fēng)能、海洋能、太陽(yáng)能及生物質(zhì)能等均是優(yōu)質(zhì)可再生能源，是全球?qū)崿F(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”的重要手段。其中海上風(fēng)能具有穩(wěn)定、發(fā)電效率高、儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì)，而且無(wú)噪音干擾、環(huán)境污染等問(wèn)題，因而適合大規(guī)模開(kāi)發(fā)和建設(shè)。

中國(guó)海上風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展歷程相對(duì)較短，在近幾年受?chē)?guó)家利好政策的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入蓬勃發(fā)展期。隨著風(fēng)電場(chǎng)單機(jī)容量的不斷提高，海域水深深度不斷被突破，使得海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的成本占總投資成本的比重不斷增大，甚至高達(dá)30%，這其中很大一部分原因是中國(guó)海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)程滯后于海上風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。

受海上風(fēng)浪的影響，海上施工船舶和設(shè)備無(wú)法保證具有陸地施工的穩(wěn)定性，同時(shí)，由于海上施工窗口期較短，使得海上風(fēng)電的預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)節(jié)段尺寸和重量均較大，這增大了風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)與樁基之間的連接難度。為保證施工方便，克服施工誤差對(duì)整體結(jié)構(gòu)傳力效能的影響，工程師提出了采用灌漿連接段進(jìn)行導(dǎo)管架與樁基之間的連接。灌漿連接段不僅能夠解決超重構(gòu)件拼裝難度大、精度高的問(wèn)題，而且能夠兼顧上部結(jié)構(gòu)的調(diào)平[1](灌漿連接段如圖1所示)。灌漿連接段是海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)連接的重要手段，本文重點(diǎn)綜述灌漿連接的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

圖1 灌漿連接段

2 灌漿連接段的應(yīng)用

海洋氣候多變的特性對(duì)海上風(fēng)電項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和建設(shè)影響較大，特別是對(duì)于風(fēng)資源好的海域，不僅施工窗口期較少，而且施工難度大。海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的制約因素通常是施工效率、施工精度及復(fù)雜環(huán)境下工藝的可行性。為使海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)不同海洋環(huán)境，研究學(xué)者根據(jù)不同海洋環(huán)境、地質(zhì)條件，提出了四種海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式[2]，具體形式和適用條件詳見(jiàn)表1。單樁基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)無(wú)論在歐洲海域或我國(guó)海域都使用較多，占現(xiàn)役海上風(fēng)電結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)比例超過(guò)70%[3]。中國(guó)“十四五”能源規(guī)劃顯示，未來(lái)海上風(fēng)電規(guī)劃場(chǎng)址主要集中在30m～50m水深區(qū)域，未來(lái)五年，海上風(fēng)電導(dǎo)管架基礎(chǔ)將會(huì)被廣泛采用，其附帶的灌漿連接同樣將被大量應(yīng)用。

表1 主要基礎(chǔ)形式及其適用水深

灌漿連接段主要應(yīng)用于單樁基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)中，因此現(xiàn)有關(guān)于灌漿連接段的研究和規(guī)范主要針對(duì)這兩種基礎(chǔ)形式展開(kāi)。根據(jù)使用需求，海上風(fēng)電灌漿連接段可以分為三種形式[4]，分別是：

(1)筒形平滑無(wú)剪力鍵灌漿連接段，由于其無(wú)法保證導(dǎo)管架與樁基之間荷載的有效傳遞，存在較大安全隱患，DNV-GL規(guī)范[5]已經(jīng)不再推薦采用。

(2)筒形平滑有剪力鍵的灌漿連接段，目前在導(dǎo)管架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中較常采用。

(3)錐形灌漿連接段，目前主要應(yīng)用于變截面鋼管連接，適用于單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

灌漿連接段最早運(yùn)用于海洋石油平臺(tái)或天然氣開(kāi)采平臺(tái)[6]，改進(jìn)后被廣泛應(yīng)用于海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。與海洋采油平臺(tái)灌漿連接段相比，海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)灌漿連接除需承受上部結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備自重、海浪循環(huán)動(dòng)力荷載和海水腐蝕作用外，還需承受風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)帶來(lái)的動(dòng)力荷載[7-8]。中國(guó)海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)灌漿連接段的設(shè)計(jì)主要參考美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)、挪威船級(jí)社(DNV)等體系下的規(guī)范，對(duì)比分析可知，直接套用上述規(guī)范進(jìn)行灌漿連接段的設(shè)計(jì)存在一定局限性，主要包括三點(diǎn)：

(1)中國(guó)海上風(fēng)電規(guī)范體系尚不健全，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)，風(fēng)、浪、流等環(huán)境荷載作用一般參考港口或水運(yùn)工程規(guī)范，而國(guó)外海上風(fēng)電規(guī)范體系基于環(huán)境荷載統(tǒng)計(jì)方法得到抗力系數(shù)、分項(xiàng)系數(shù)和組合系數(shù)的取值，這與中國(guó)港口或水運(yùn)工程規(guī)范有所不同，使得不同規(guī)范體系的安全系數(shù)取值存在差異。

(2)國(guó)外設(shè)計(jì)規(guī)范給出的灌漿連接段計(jì)算方法多為經(jīng)驗(yàn)公式，且支撐經(jīng)驗(yàn)公式的試驗(yàn)?zāi)甏^為久遠(yuǎn)。隨著海上風(fēng)電的發(fā)展，灌漿連接段的材料強(qiáng)度和尺寸不斷增大，使得現(xiàn)有計(jì)算方法能否直接運(yùn)用于灌漿連接段受力性能的評(píng)價(jià)還有待商榷。

(3)國(guó)外規(guī)范關(guān)于灌漿材料的強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)存在較大差異，同時(shí)，國(guó)外與中國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的氣候條件、地址條件、海洋環(huán)境也有較大差異(如較頻繁的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害影響等)，因而國(guó)外規(guī)范對(duì)灌漿材料的性能要求能否適用于中國(guó)國(guó)情有待考證。

3 灌漿連接段國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3.1 灌漿連接段受力機(jī)理研究

最初，灌漿連接段的受力機(jī)理針對(duì)剪力鍵的形狀開(kāi)展研究。Boswell[9]采用數(shù)值分析方法對(duì)具有不同剪力鍵形狀的灌漿連接段極限承載能力進(jìn)行了分析和比較，其研究結(jié)果表明，剪力鍵為矩形和圓形的灌漿連接段承載能力基本相同，而剪力鍵采用三角形的灌漿連接段，承載能力較其它兩種型式的灌漿連接段高，分析結(jié)果見(jiàn)圖2。仲偉秋等[10]基于有限元分析方法，研究了剪力鍵形狀的敏感性，并建議采用三角形剪力鍵。

圖2 剪力鍵形狀的影響

灌漿連接段的類(lèi)型如前文所述，分為有剪力鍵和無(wú)剪力鍵，兩者受力機(jī)理差異較大，國(guó)內(nèi)外較多學(xué)者進(jìn)行了大量的對(duì)比和分析。仲偉秋等[11]采用有限元分析方法，對(duì)比分析了軸力作用下設(shè)置剪力鍵與不設(shè)剪力鍵對(duì)灌漿連接段性能的影響。李煒等[12]依托某海上風(fēng)電基礎(chǔ)工程項(xiàng)目，通過(guò)模型試驗(yàn)開(kāi)展了無(wú)剪力鍵和有剪力鍵對(duì)灌漿連接段受力性能影響方面的研究。結(jié)果表明，設(shè)置剪力鍵能顯著提高灌漿連接段的受壓承載能力，增強(qiáng)灌漿連接段各組成部分間的荷載傳遞能力，但均未深入分析灌漿連接段在受力至破壞過(guò)程中結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組成和分布。

灌漿連接段的灌漿體在受力過(guò)程中無(wú)法被監(jiān)測(cè)到，因此其受力機(jī)理的深入分析大部分需要結(jié)合有限元分析方法。Aritenang等[13]通過(guò)有限元分析研究了設(shè)置剪力鍵灌漿連接段的荷載傳遞歷程、破壞機(jī)理，以及局部應(yīng)力與滑移量之間的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果顯示灌漿連接段的破壞與套管的屈服強(qiáng)度有較大關(guān)聯(lián)。Nielsen[14]通過(guò)有限元分析了運(yùn)營(yíng)期內(nèi)風(fēng)電基礎(chǔ)灌漿連接段的受力機(jī)理，驗(yàn)證了灌漿連接段承載能力會(huì)受幾何缺陷、粘結(jié)強(qiáng)度和鋼管與灌漿料之間摩擦系數(shù)的影響，同時(shí)也提出了三者之間的組成模式(見(jiàn)圖3)。這是首次提出灌漿連接段傳遞內(nèi)力組成的文獻(xiàn)，為后續(xù)許多研究工作提供了基礎(chǔ)。

圖3 三種剪應(yīng)力與總剪應(yīng)力承載能力關(guān)系圖

為深入研究灌漿連接段的受力機(jī)理，Dallyn[15-16]結(jié)合既有海上結(jié)構(gòu)灌漿連接段試驗(yàn)，進(jìn)一步開(kāi)展了灌漿連接段模型試驗(yàn)，研究了影響灌漿接觸面磨損的各種因素。結(jié)果表明，壓應(yīng)力、位移幅度、表面粗糙度和水量是影響灌漿接觸面磨損的主要因素。同時(shí)，灌漿連接段接觸面的磨損可能貫穿結(jié)構(gòu)的全壽命期，因此評(píng)估灌漿料完整性和性能時(shí)需考慮灌漿連接段耐磨性的影響。從灌漿連接段非理想模型狀態(tài)下的缺陷著手，進(jìn)一步分析了灌漿體在長(zhǎng)期受力下直至最終破壞的主要因素。

3.2 灌漿連接段承載能力計(jì)算方法研究

灌漿連接段的受力機(jī)理研究為承載能力計(jì)算方法的建模提供了基本的模型依據(jù)。

國(guó)內(nèi)外在研究灌漿連接計(jì)算方法之前首先開(kāi)展了不同基礎(chǔ)形式的分類(lèi)。Lotsberg等[17]對(duì)比分析海上風(fēng)電導(dǎo)管架基礎(chǔ)和單樁基礎(chǔ)灌漿連接段的受力模式發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)管架基礎(chǔ)灌漿連接段主要受軸向荷載作用，而單樁基礎(chǔ)灌漿連接段則是以彎矩為主，特別是在風(fēng)荷載作用下。Chellappan等[18]采用有限元分析方法，研究了灌漿連接段傳遞軸向荷載和彎曲荷載的能力，得到了兩種荷載作用下灌漿連接段受力模式的異同點(diǎn)。通過(guò)分析不同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，基本確立了承載力計(jì)算方法包括抗彎能力計(jì)算和軸向承載能力計(jì)算。

承載能力計(jì)算方法的形成需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。Billington[19]采用模型試驗(yàn)方法，研究了灌漿料抗壓強(qiáng)度對(duì)灌漿連接段承載能力的影響，通過(guò)進(jìn)一步處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的極限粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算公式被英國(guó)健康與安全執(zhí)行局(HSE)規(guī)范《樁與套管連接》采用。Billington[20]為研究灌漿連接段承載能力和幾何參數(shù)、材料特性等之間的相關(guān)關(guān)系，對(duì)60個(gè)試驗(yàn)?zāi)Ｐ烷_(kāi)展試驗(yàn)研究，得到了套管徑向剛度、內(nèi)管徑向剛度、灌漿料徑向剛度、灌漿連接段的長(zhǎng)細(xì)比、灌漿料抗壓強(qiáng)度、灌漿料收縮性能、鋼管表面粗糙度、剪力鍵尺寸和剪力鍵間距對(duì)灌漿承載能力的影響，提出了具有一定參考價(jià)值的灌漿連接段承載能力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。雖然研究獲得的計(jì)算公式具很大的局限性，但在一定參數(shù)取值范圍內(nèi)可以較好地評(píng)估構(gòu)件的承載能力。Karsan[21]基于灌漿料連接段承載能力試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，采用線性回歸方法得到了灌漿連接段承載能力計(jì)算公式，并被美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)規(guī)范《海上固定平臺(tái)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造的推薦做法》所采納。

API的公式同樣會(huì)受到樣本數(shù)據(jù)量的影響，因此具有一定局限性。為此，有些學(xué)者嘗試通過(guò)深入分析受力機(jī)理以獲得更好的計(jì)算模型。例如，Aritenang等[22-23]針對(duì)無(wú)剪力鍵和有剪力鍵的灌漿連接段開(kāi)展了系統(tǒng)研究。通過(guò)分析灌漿連接段的受力機(jī)理，提出了灌漿連接段的承載能力計(jì)算方法，并通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，該計(jì)算方法優(yōu)于HSE和API給出的灌漿連接段承載能力計(jì)算方法。

針對(duì)已有的計(jì)算方法，一部分學(xué)者開(kāi)展了一系列適用性的驗(yàn)證工作，為工程師使用現(xiàn)有計(jì)算方法提供了較明確的范圍。也有一部分學(xué)者通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有計(jì)算法，從而擴(kuò)大其適用范圍或提高其準(zhǔn)確性。Arne等[24]通過(guò)對(duì)比分析數(shù)據(jù)庫(kù)中的灌漿連接段承載能力試驗(yàn)結(jié)果，研究了現(xiàn)有灌漿連接段承載能力計(jì)算方法的適用性，并得到較適宜評(píng)價(jià)灌漿連接段承載能力的計(jì)算方法。Fehling等[25]對(duì)比分析了分別采用壓桿和拉桿情況下所得的灌漿連接段承載能力，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，進(jìn)而提出改進(jìn)灌漿連接段承載能力的計(jì)算方法，并采用實(shí)際工程案例對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。

國(guó)外學(xué)者通過(guò)大量試驗(yàn)以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)獲得了經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，主要包括HSE、API、NORSOK及DNV-GL等，而我國(guó)針對(duì)海上風(fēng)電灌漿連接的規(guī)范尚未形成，在國(guó)內(nèi)開(kāi)展的試驗(yàn)研究也相對(duì)較少，只有少部分學(xué)者開(kāi)展了試驗(yàn)研究工作。王國(guó)慶等[26]、武立偉等[27]、黃立維等[28-29]、陳濤等[30]開(kāi)展了一系列的參數(shù)試驗(yàn)，分析了各個(gè)構(gòu)件參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力影響，為后續(xù)我國(guó)行業(yè)規(guī)范計(jì)算方法的形成提供了基礎(chǔ)。

3.3 灌漿連接段尺寸偏心的影響研究

由于海上作業(yè)環(huán)境比陸上惡劣，極易造成灌漿連接段內(nèi)部灌漿料厚度沿鋼管環(huán)向不均勻分布，尺寸偏心側(cè)的厚度小于非尺寸偏心側(cè)。為了解尺寸偏心對(duì)灌漿連接段承載能力的影響，國(guó)內(nèi)外少數(shù)學(xué)者也開(kāi)展了相關(guān)研究。Lee等[31]結(jié)合試驗(yàn)和有限元分析方法，對(duì)比分析了同心和偏心荷載條件下灌漿連接段的強(qiáng)度和界面剪切特性。Lamport等[32]通過(guò)對(duì)18個(gè)灌漿連接段試驗(yàn)?zāi)Ｐ烷_(kāi)展受壓性能試驗(yàn)，分析了尺寸偏心對(duì)灌漿連接段承載能力的影響。結(jié)果表明，尺寸偏心率會(huì)降低灌漿連接段承載能力，下降比例在5%～22%。尺寸偏心如圖4所示。

圖4 樁-套管偏心對(duì)比

國(guó)內(nèi)主要針對(duì)抗彎性能受尺寸偏心的影響開(kāi)展研究。李筑軒[33]對(duì)尺寸偏心分別為0mm、0.055mm和0.083mm的灌漿連接段進(jìn)行了抗彎性能試驗(yàn)。結(jié)果顯示，尺寸偏心對(duì)灌漿連接段抗彎承載性能及剛度影響較小。陳濤[34]對(duì)有尺寸偏心灌漿連接段進(jìn)行抗彎性能試驗(yàn)。結(jié)果同樣表明，尺寸偏心對(duì)灌漿連接段的抗彎承載能力、抗彎剛度和延性影響較小。

通過(guò)分析已有規(guī)范公式可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有計(jì)算方法主要考慮理想狀態(tài)下的灌漿連接段承載能力，未考慮尺寸偏心對(duì)灌漿連接段承載能力的影響，由于海上風(fēng)電灌漿連接段的施工必然會(huì)造成一定的尺寸偏心，所以有必要深入分析尺寸偏心條件下的結(jié)構(gòu)承載能力，以獲得更準(zhǔn)確的承載能力評(píng)估方法。

3.4 灌漿連接段疲勞性能研究

國(guó)內(nèi)針對(duì)灌漿連接段疲勞性能研究還相對(duì)較少，而國(guó)外針對(duì)灌漿連接段疲勞性能研究也是近年來(lái)才起步的?，F(xiàn)有規(guī)范多是采用容許應(yīng)力法對(duì)灌漿連接段疲勞性能進(jìn)行評(píng)估，該種評(píng)估方法或是偏于保守，或是無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。DNV-GL更新的海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[5]中提出了灌漿料的疲勞設(shè)計(jì)S-N曲線，并建議采用Miner線性疲勞累積損傷準(zhǔn)則對(duì)灌漿連接段的疲勞性能進(jìn)行評(píng)估。

為得到灌漿連接段的疲勞性能及其評(píng)價(jià)方法，Schaumann等[46]對(duì)海上風(fēng)電灌漿連接段的疲勞性能進(jìn)行了數(shù)值分析，通過(guò)對(duì)比分析應(yīng)用于鋼管的兩種局部應(yīng)力法，得到了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值模型和可粗略估計(jì)灌漿連接段的疲勞壽命評(píng)價(jià)方法。Lotsberg[47]為研究灌漿材料的疲勞性能，設(shè)計(jì)了具有代表性的徑向剛度樣本，并開(kāi)展了模型試驗(yàn)研究，提出了相關(guān)設(shè)計(jì)方法。Jeonghwa等[48]通過(guò)模型試驗(yàn)和有限元分析方法，對(duì)灌漿連接段疲勞性能進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，灌漿料強(qiáng)度、剪力鍵密度和應(yīng)力比對(duì)疲勞性能影響較大。黎亞舟等[49]采用熱點(diǎn)應(yīng)力方法，并結(jié)合有限元分析方法，研究了單樁基礎(chǔ)灌漿連接段剪力鍵位置在彎矩作用下的應(yīng)力水平，并對(duì)灌漿連接段進(jìn)行疲勞性能評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，風(fēng)速對(duì)單樁基礎(chǔ)灌漿連接段的疲勞損傷起控制作用。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外針對(duì)海上風(fēng)電基礎(chǔ)灌漿連接段疲勞性能方面的試驗(yàn)研究、有限元分析和理論分析均相對(duì)較少。目前中國(guó)尚未出臺(tái)有關(guān)海上風(fēng)電基礎(chǔ)灌漿連接段的疲勞設(shè)計(jì)S-N曲線，現(xiàn)有設(shè)計(jì)多是直接套用國(guó)外規(guī)范。

4 灌漿連接段試驗(yàn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析

本文通過(guò)收集、統(tǒng)計(jì)和分析國(guó)內(nèi)外灌漿連接段試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了已有試驗(yàn)灌漿連接段試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕獏?shù)的取值范圍，統(tǒng)計(jì)得到了108個(gè)灌漿連接段試驗(yàn)數(shù)據(jù)。繪制參數(shù)分布如圖5～圖8所示。

圖8 灌漿材料抗壓強(qiáng)度分布

灌漿連接段試驗(yàn)研究在一定程度上受現(xiàn)有試驗(yàn)的設(shè)備水平的約束。由圖5可以看出，現(xiàn)有灌漿連接段試驗(yàn)?zāi)Ｐ吞坠苤睆酱蠖嘈∮?00mm，僅有6個(gè)試件直徑約為600mm和1個(gè)試件直徑達(dá)1500mm。從圖6可見(jiàn)，現(xiàn)有灌漿連接段試驗(yàn)缺少高徑厚比下的灌漿連接段試驗(yàn)，且徑厚比在45～60范圍內(nèi)的試驗(yàn)也相對(duì)較少。

圖5 套管直徑分布

圖6 內(nèi)管徑厚比分布

由圖7可以看出，現(xiàn)有灌漿連接段內(nèi)部灌漿料的厚度大多集中在10～40mm，而40～65mm范圍內(nèi)的基本處于空白。觀察灌漿材料抗壓強(qiáng)度分布，現(xiàn)有灌漿連接段試驗(yàn)的灌漿料強(qiáng)度基本小于100MPa，只有9個(gè)試件的灌漿體強(qiáng)度大于100MPa。

圖7 灌漿材料厚度分布

查閱現(xiàn)有灌漿連接段計(jì)算方法可知，API設(shè)計(jì)方法適用于灌漿材料強(qiáng)度不高于110MPa的情況；ISO和NORSOK均要求灌漿強(qiáng)度小于80MPa。目前，海上風(fēng)電發(fā)展對(duì)導(dǎo)管架灌漿連接段內(nèi)部灌漿料的強(qiáng)度提出了越來(lái)越高的要求，國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)項(xiàng)目的導(dǎo)管架灌漿材料強(qiáng)度基本都大于100MPa，甚至達(dá)120MPa。

從以上分析可以發(fā)現(xiàn)，受試驗(yàn)條件的限制，國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)結(jié)果幾乎都來(lái)自于縮尺試件的試驗(yàn)，并且早期開(kāi)展的大量試驗(yàn)試件尺度極小。另外，以往試驗(yàn)幾乎采用較低強(qiáng)度的灌漿材料，而所有承載力計(jì)算方法都與灌漿材料強(qiáng)度有直接關(guān)系，因此這些計(jì)算公式應(yīng)用于如今的應(yīng)用場(chǎng)景是否能準(zhǔn)確評(píng)估結(jié)構(gòu)承載力有待考究。

5 結(jié)論及展望

綜上所述，與早期海上風(fēng)電基礎(chǔ)灌漿連接段相比，現(xiàn)有灌漿連接段采用的灌漿料強(qiáng)度更高，且?guī)缀纬叽绺?，因而能否直接采用現(xiàn)有灌漿連接段設(shè)計(jì)理論進(jìn)行灌漿連接段的設(shè)計(jì)和施工還有待商榷。在國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展的背景下，亟需對(duì)海上風(fēng)電基礎(chǔ)灌漿連接段進(jìn)行系統(tǒng)研究，驗(yàn)證現(xiàn)有計(jì)算方法的適用范圍，獲得符合現(xiàn)有應(yīng)用場(chǎng)景下的計(jì)算方法，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，優(yōu)化灌漿連接段，降低工程預(yù)算，推動(dòng)我國(guó)海上風(fēng)電達(dá)到平價(jià)目標(biāo)。

雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開(kāi)展了大量灌漿連接段的性能分析，但基于現(xiàn)有評(píng)估方法的局限性，筆者認(rèn)為仍需對(duì)以下若干問(wèn)題作進(jìn)一步研究和探討：

①海上風(fēng)電基礎(chǔ)灌漿連接段應(yīng)用位置幾乎都在水下，并且伴隨海上風(fēng)電不斷往深海延伸，灌漿連接段的應(yīng)用水深將超過(guò)50m。因此后續(xù)可對(duì)灌漿連接段在深水水壓同時(shí)作用下的性能開(kāi)展進(jìn)一步研究。

②由于現(xiàn)有規(guī)范缺乏灌漿料的本構(gòu)關(guān)系，目前大多是將混凝土的本構(gòu)關(guān)系作為灌漿料的本構(gòu)模型，但是由于灌漿料內(nèi)部無(wú)粗骨料，因而直接套用混凝土本構(gòu)關(guān)系是不合理的，所以后續(xù)可對(duì)灌漿料的本構(gòu)關(guān)系開(kāi)展相關(guān)研究。

③中國(guó)風(fēng)資源較好的中南部海域平均水溫比歐洲主要風(fēng)場(chǎng)集中區(qū)域北海平均水溫高得多，后續(xù)可開(kāi)展溫度作用對(duì)灌漿連接段承載能力和疲勞性能影響方面的研究。