[发明专利]一种风电灌浆料灌浆连接性能小型试验装置

说明书

本发明涉及一种风电灌浆料灌浆连接性能小型试验装置，包括内筒和外筒，外筒套设于内筒外，外筒的内径不大于120mm，外筒内径和内筒外径之差为40～80mm；外筒内侧壁与内筒外侧壁分别设有多个剪力键，内筒和外筒之间浇筑有灌浆料，外筒外侧壁设有多个应变片，内筒顶部设置位移计。通过试验机进行轴心抗压试验可以检测灌浆连接段极限荷载，由于在外筒外侧壁设有多个应变片，内筒顶部设有位移计，通过应变片和位移计可以测量灌浆连接段轴向荷载‑位移曲线以及荷载‑应变曲线，从而能够检测不同种灌浆料用于灌浆连接的性能优劣，优选灌浆料。

技术领域

本发明涉及海上风机基础安装技术领域，特别是涉及一种风电灌浆料灌浆连接性能小型试验装置。

背景技术

随着能源危机与环境问题日益加重，风能资源丰富的海上风力发电逐渐成为人们研究和开发的重点。

风电基础与上部结构连接的主要手段是灌浆连接。目前较多的海上风电基础连接形式是以单桩式，国内外研究学者对单桩连接段静力机理展开了大量的试验研究和理论分析，通过原型试验、大尺寸的模型试验以及大量有限元电算分析，提出了灌浆连接段承载力公式以及各种分析实例。

由于风机基础灌浆连接段是通过环形管状空腔灌浆连接，灌浆材料在连接段的受力形式更为复杂，与简单的棱柱体单轴受压性能相差很大。灌浆连接段在轴向荷载下的浆体破坏形式基本为与钢管的黏结滑移破坏以及成对剪力键之间形成斜压破坏。

目前已有的试验研究大部分为结构试验，尚缺乏一种表征灌浆材料连接性能的试验装置，特别是反映灌浆材料强度、灌浆材料与连接钢管黏结性能的小尺寸的试验装置。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种风电灌浆料灌浆连接性能小型试验装置，能够检测不同种灌浆材料用于风电基础灌浆连接的性能优劣，较为合理地反应真实风机基础灌浆连接段灌浆材料的连接性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风电灌浆料灌浆连接性能小型试验装置，包括内筒和外筒，外筒套设于内筒外，外筒的内径不大于120mm，外筒内径和内筒外径之差为40～80mm；外筒套设于内筒外，外筒内侧壁与内筒外侧壁分别设有多个剪力键；内筒和外筒之间浇筑有灌浆料，外筒外侧壁设有多个应变片，内筒顶部设有位移计。

进一步，外筒下端设有密封垫圈，密封垫圈外侧壁密封连接于外筒内侧壁，密封垫圈上端设有凸起，凸起外侧壁密封连接于内筒内侧壁，内筒下端密封连接于密封垫圈上端。

进一步，剪力键截面为矩形、三角形或者半圆形，剪力键高度不超过灌浆料厚度的1/4。

进一步，剪力键包括外筒剪力键和内筒剪力键，多个外筒剪力键矩阵排布于外筒内侧壁，多个内筒剪力键矩阵排布于内筒外侧壁，多个外筒剪力键和多个内筒剪力键间隔设置。

进一步，应变片包括环向应变片，多个环向应变片沿外筒轴向间隔布置于外筒外侧壁。

进一步，应变片还包括纵向应变片，多个纵向应变片与多个环向应变片一一对应，多个纵向应变片分别设于多个环向应变片一侧，多个纵向应变片沿外筒轴向间隔布置于外筒外侧壁。

进一步，内筒和外筒均由高强度钢材制成。

进一步，内筒的上部开有溢浆孔，下部开有灌浆孔。

进一步，内筒高度不小于外筒高度。

进一步，内筒和外筒之间浇筑的灌浆料形成灌浆段，灌浆段高度与外筒内径的比值为1.2～1.8。

总的说来，本发明具有如下优点：