一种海上风力发电塔单桩基础刚度振动测试方法与流程

技术特征：

1.一种海上风力发电塔单桩基础刚度振动测试方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)：根据土层特性和桩身设计参数对桩身自振频率和振幅进行估算，确定双凸轮激振器的激振力和扫频范围；

(2)：将对称双凸轮激振器固定于桩身顶部，进行变频扫描激振，采用加速度拾振器记录桩身顶部加速度响应，对加速度时程进行频谱分析，提取带有双凸轮激振器的桩身的共振频率ω₁；

(3)：将附加质量块固定于设有对称双凸轮激振器的桩身顶部，进行变频扫描激振，采用加速度拾振器记录提取桩身顶部加速度响应，对加速度时程进行频谱分析，提取带有双凸轮激振器和附加质量块的桩身的共振频率ω₂；

(4)：根据步骤(2)得到的带有双凸轮激振器的桩身的共振频率ω₁和步骤(3)带有双凸轮激振器和附加质量块的桩身的结构共振频率ω₂，依据结构动力学推导单桩基础结构的抗弯刚度和抗侧刚度；

(5)：在被测风场中进行静载试验，测定桩身的刚度和承载力，根据水平荷载处于设计值时的静载测试刚度修正按步骤(1)至步骤(4)得到的基础刚度；该给定风场中其余风力发电塔基础的刚度由重复步骤(1)至步骤(4)，经修正得到。

2.根据权利要求1所述的海上风力发电塔单桩基础刚度振动测试方法，其特征在于：步骤(1)中所述双凸轮激振器为无极变速。

3.根据权利要求1所述的海上风力发电塔单桩基础刚度振动测试方法，其特征在于：步骤(2)中加速度拾振器个数大于等于1。

4.根据权利要求1所述的海上风力发电塔单桩基础刚度振动测试方法，其特征在于：步骤(4)依据结构动力学推导单桩基础结构的抗弯刚度和抗侧刚度，由自振频率的估算公式根据前后两次提取的共振频率ω1和共振频率ω₂，由于结构阻尼较小，可直接将共振频率当作自振频率，求解和γ_m，再由

和求解抗弯刚度k_r和抗侧刚度k_t，其中ω是自振频率(圆频率)，EI是截面的抗弯模量，m是桩身单位长度的质量，L是桩身露出泥面的长度，γ_k是刚度修正系数，γ_m是质量修正系数，η_t是抗侧刚度k_t的无量纲值，η_r是抗弯刚度k_r的无量纲值，α是顶端质量与桩身质量的比值，当没有附加质量块时α＝0，当存在附加质量块时

5.根据权利要求1所述的海上风力发电塔单桩基础刚度振动测试方法，其特征在于：步骤(4)中绘制泥面处弯矩-泥面处转角曲线和泥面处剪力-泥面处水平位移曲线，泥面处弯矩-泥面处转角曲线在设计荷载处的割线斜率即为所求的抗弯刚度，泥面处剪力-泥面处水平位移曲线在设计荷载处的割线斜率即为所求的抗侧刚度。

6.根据权利要求1所述的海上风力发电塔单桩基础刚度振动测试方法，其特征在于：所述测试方法还可应用于海上风力发电塔的多桩基础或变径桩基础情况。