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案例分享: 台湾致力于海上土工测试的实验室
宣布时间:2022-07-25 浏览次数:66915 泉源:乐发welcome登录入口




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思量到恒久的天气危害,全球越来越关注能源转型的程序,从化石能源生产到风能等可再生能源的转变也在加速。在中国台湾,针对海优势力分派妄想设定了一个目的,即到2035年将外地风力发电量提高至20GW。


报告预计,在未来十年,台湾海峡海优势力发电场的实验预计将显著增添, 多个新的风机投将入商业运行。下面的案例剖析说明晰台湾的情形、他们遇到的问题、引进的仪器和起源效果。




1

案例分享


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思量到恒久的天气危害,全球越来越关注能源转型的程序,从化石能源生产到风能等可再生能源的转变也在加速。在中国台湾,针对海优势力分派妄想设定了一个目的,即到2035年将外地风力发电量提高至20GW。报告预计,在未来十年,台湾海峡海优势力发电场的实验预计将显著增添, 多个新的风机投将入商业运行。


然而,与其他国家遇到的问题类似,关于选择较佳海优势力发电场开发的所在仍有限制。众所周知,未来的生长与公共开支直接相关,因此人们有投资的意愿。事实上,除去可变横向动载荷的影响,更大的挑战在于高度重大和动态的海上情形。


台湾海优势电工业的一个主要本钱驱动因素是地质的不确定性。一些已确定的危害包括:软土边坡的影响、海床运动、重大的海洋地层、险要的地形、障碍物、地动运动、土体液化和易燃或有毒气体的保存。这些要害变量通常很难设计,并且通常无法获得相关信息。  


为了确保整个海优势电传输系统能够装置在有利的位置,并提供可靠的能源泉源,海上基础的物理设计是主要的重点。这需要相识土体的力学行为和动力学特征,包括:差别所在的模量、强度、模量衰减、阻尼比、应力历史和变形。主要的是,准确的测试效果需要实时交付给设计承包商。这促成了台湾致力于离岸土工测试的岩土工程实验室的建设。该项目是由中兴工程照料股份有限公司和PDE Offshore公司相助完成的。

中兴岩土工程研究中央 (GERC) 以其在众多土木匠程和基础设施项目的岩土工程专业效劳而著名。 作为一个先行者,它始终站在台湾岩土工程的前沿。凭证台湾认证基金会(TAF)监视下的种种岩土测试认证,50多年来,中兴工程照料股份有限公司恒久加入台湾多个大型工程项目。


PDE 离岸公司由Pan Formosa Engineering(1983年建设)、Dragon Prince hydro survey(2007年建设)和EGS Asia(1974年建设)合资建设,提供专业的陆上和海上钻井效劳。PDE乐成地增添了海上液压牢靠平台的数目和多样性,是亚洲主要的供应商之一。它在台湾海优势电市场中饰演着主要的角色。


Sinotech-PDE团结实验室于2021年春天建设,其目的是实现测试数据的质量控制和包管。实验室已周全引进GDS系统,可举行普遍的土力学测试,包括静态和动态三轴测试系统、动单剪测试、恒应变速率固结、自动固结、共振柱系统。这关于提供海上基础设计所需的要害参数具有主要意义。在选择岩土测试系统时,要害的因素是确保测试数据的准确性和一致性,这也是选择GDS的缘故原由所在。到现在为止所购装备情形见下表:

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所有系统可以一连或同时运行?赏瓿扇缦虏馐 (但不限于):

  • 不固结不排水(UU)三轴测试

  • 固结不排水(CU)三轴测试

  • 固结排水(CD)三轴测试

  • 固结下的直剪测试

  • 增量加载固结测试

  • 饱和多孔质料渗透系数测试

  • 力控制循环三轴强度 (CUcyc).

  • 通过动三轴测定土体的模量和阻尼比

  • 通过共振柱系统丈量模量和阻尼比

  • 通过弯曲元系统测定土样的剪切波速和初始剪切模量

  • 通过环剪仪测定细粒土的剩余剪切强度


到现在为止,总体测试效果是有希望和令人知足的。下面是通过荷载控制循环三轴试验研究的一个近海土样的例子。该试验是在一个未受扰动的试样上举行的,该试样属于低塑性细粒粉土。该土样是在海底约8.3米的深度提取的。初始含水量为27.5%,初始干密度为1.61 t/m3。


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土样的B值为0.95, 固结应力是100kPa,动应力幅值和应力比(CSR) 划分为40kPa 和 0.2。凭证ASTM D5311标准, 我们可以评价该土样的液化势。如图所示,破损爆发在在第15个循环,凭证爆发的超孔隙压力判别。



里程碑及愿景


在建设的第一年,Sinotech - PDE团结实验室已告竣起源目的,为台湾某海优势力工程完成一套周全的土力学测试。凌驾15名专业手艺职员和研究职员已经加入了该项目。大宗的测试效果已经从30多个钻孔到100米深的取芯中获得,每一个都被转移思量。未来,该实验室将成为一个学术与工业相助的平台,不但在台湾,并且可能在整个东亚地区。

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全自动三轴系统GDSTAS(右侧) 和固结仪CRS(左侧)

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标准型动三轴系统ELDYN(左侧),共振柱系统和

高级动三轴系统 (右侧)



网站链接:

Sinotech Engineering Consultants, Inc.

www.sinotech.org.tw

T: +886(0)2 8791 9198 ext.158 (David Lu)

E: davidlu@sinotech.org.tw

Pan Formosa Engineering Co., Ltd.

www.pfec.com.tw

PDE Offshore Corporation

www.pde-offshore.com




2

案例中涉及的GDS装备


01

自动三轴仪

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自动三轴仪GDSTAS


GDS自动三轴试验系统(GDSTAS)是压力架型的三轴试验系统。这套系统由荷载架、三轴压力室、压力体积控制器和软件?樽槌,可以设置成一套商业型的性价比高的从土到岩石的装备。若是现有的系统需要升级,那么GDSTAS的组件可以与现有的系统兼容用于系统升级(包括其他厂商生产的装备)。




02

弯曲元系统

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弯曲元试验系统(BES)


GDS弯曲元件可以很是容易地在三轴压力室中丈量体土体在小应变时的剪切模量。由于荷载和位移丈量装置的区分率和精度不敷,因此,在室内很是小的应变条件下丈量土体的刚度是很是难题的。在三轴试验中丈量小应变刚度通常接纳局部应变传感器,可是这种传感器的价钱很腾贵,通常用于科学研究。


三轴试验系统中的弯曲元晶片可以很容易地丈量剪切模量Gmax,简朴而高效。




03

恒应变速率固结仪

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恒应变速率固结试验系统(CRS)


不需要像典范的固结仪在固结试验时逐级增添应力,CRS固结系统是以恒定的应变速率对试样施加轴向荷载。施加于试样内的反压(水)是可控的,并通过装备底座来举行排水。这种试验要领的优点就在于可以显著地镌汰固结试验的时间,提高事情效率。    




04

全自动固结仪

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自动固结试验系统 (GDSAOS) (一维固结)


GDS自动固结仪系统(GDSAOS)替换了古板的挂码式固结仪。GDSAOS内含自力的步进电机驱动单位,可通过智能键盘或者USB毗连盘算机来控制。装备无需压缩空气或手动增添荷重。当使用GDSLAB控制和数据收罗软件时,GDSAOS系统除了可以完成古板挂码式固结仪所能完成的试验外,还可以完成一系列完整的试验。



05

标准型动三轴系统

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标准型动态三轴试验系统 (ELDYN)


GDS标准型动态三轴试验系统 (ELDYN)是一种基于带电机驱动器的轴向刚性加载架的三轴系统。ELDYN可以知足室内岩土试验领域对动三轴实验系统低本钱、功效全的要求,同时仍然知足使用者对GDS的高标准期望。




06

高级研究型动三轴系统

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高级动态三轴试验系统 (DYNTTS)


高级动态三轴试验系统 (DYNTTS) 是一套高端的试验装备,它将三轴压力室和动力驱动器合为一体,可以施加10Hz的动态荷载、变形和应力。


动三轴DYNTTS的定制性很好,例如可以升级局部应变传感器、弯曲元试验、非饱和土试验等;从标准的2Hz/10kN升级到5Hz或10Hz的版本;能够升级轴向负载能力从标准的10kN规模到最大60kN;试样尺寸从标准的100mm升级到最大300mm;可以升级温控规模从零下20度到零上85度。





07

伺服电无邪单剪系统

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伺服电机控制的动态循环单剪试验系统(EMDCSS)


GDS电机控制的动态循环单剪试验系统(EMDCSS)是举行动单剪试验的主要装备,它不但可以举行小应变(0.005%剪应变幅值)到大应变(10%剪应变幅值)的动态循环试验,还可以举行很是准确的准静态测试。





08

共振柱系统

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共振柱试验系统(GDSRCA)


振柱试验系统(GDSRCA)是一款Stokoe型的装备,在小到中等的应变规模内(<1%应变),用来测定剪切模量和阻尼比。通过GDSRCA软件举行控制,该系统也可以用来测试弯曲模量?裳∠畎ǎ呵樾挝露瓤刂魄惶澹- 20°C至40°C),笔直加载作动器,高压压力室,和动态频率小于10Hz的扭转剪切试.



09

环剪仪

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环剪试验系统(GDSRSA)


GDSRSA环剪试验系统是一个现代化的,紧凑的、桌面化的环剪系统,允许完全自动化的试验。该GDSRSA允许举行扭转环剪试验。在排水条件下,通过步进电机一连施加旋转剪切作用力直到获得恒定的剩余剪切应力。在试验历程中,试样的横截面区域的剪切面稳固。GDS的环状剪切仪通过GDS力作动器施加固结应力,通过盘算机(用USB毗连)来举行控制和数据收罗,外置的荷载传感器直接丈量施加到样品上的轴向和剪切应力。


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