考慮到長期的氣候風險，全球越來越關注能源轉型的步伐，從化石能源生產到風能等可再生能源的轉變也在加快。在中國臺灣，針對海上風力分配計劃設定了一個目標，即到2035年將當地風力發電量提高至20GW。
報告預計，在未來十年，臺灣海峽海上風力發電場的實施預計將顯著增長， 多個新的風機投將入商業運行。下面的案例分析說明了臺灣的情況、他們遇到的問題、引進的儀器和初步成果。
1
案例分享
考慮到長期的氣候風險，全球越來越關注能源轉型的步伐，從化石能源生產到風能等可再生能源的轉變也在加快。在中國臺灣，針對海上風力分配計劃設定了一個目標，即到2035年將當地風力發電量提高至20GW。報告預計，在未來十年，臺灣海峽海上風力發電場的實施預計將顯著增長， 多個新的風機投將入商業運行。
然而，與其他國家遇到的問題類似，對于選擇較佳海上風力發電場開發的地點仍有限制。眾所周知，未來的發展與公共開支直接相關，因此人們有投資的意愿。事實上，除去可變橫向動載荷的影響，更大的挑戰在于高度復雜和動態的海上環境。
臺灣海上風電產業的一個主要成本驅動因素是地質的不確定性。一些已確定的風險包括:軟土邊坡的影響、海床運動、復雜的海洋地層、陡峭的地形、障礙物、地震活動、土體液化和易燃或有毒氣體的存在。這些關鍵變量通常很難設計，而且通常無法獲得相關信息。
為了確保整個海上風電傳輸系統能夠安裝在有利的位置，并提供可靠的能源來源，海上基礎的物理設計是首要的重點。這需要了解土體的力學行為和動力學特性，包括:不同地點的模量、強度、模量衰減、阻尼比、應力歷史和變形。重要的是，準確的測試結果需要及時交付給設計承包商。這促成了臺灣致力于離岸土工測試的巖土工程實驗室的建立。該項目是由中興工程顧問股份有限公司和PDE Offshore公司合作完成的。
中興巖土工程研究中心 (GERC) 以其在眾多土木工程和基礎設施項目的巖土工程專業服務而聞名。 作為一個先行者，它始終站在臺灣巖土工程的前沿。根據臺灣認證基金會(TAF)監督下的各種巖土測試認證，50多年來，中興工程顧問股份有限公司長期參與臺灣多個大型工程項目。
PDE 離岸公司由Pan Formosa Engineering(1983年成立)、Dragon Prince hydro survey(2007年成立)和EGS Asia(1974年成立)合資成立，提供專業的陸上和海上鉆井服務。PDE成功地增加了海上液壓固定平臺的數量和多樣性，是亞洲重要的供應商之一。它在臺灣海上風電市場中扮演著重要的角色。
Sinotech-PDE聯合實驗室于2021年春天成立，其目標是實現測試數據的質量控制和保證。實驗室已全面引進GDS系統，可進行廣泛的土力學測試，包括靜態和動態三軸測試系統、動單剪測試、恒應變速率固結、自動固結、共振柱系統。這對于提供海上基礎設計所需的關鍵參數具有重要意義。在選擇巖土測試系統時，關鍵的因素是確保測試數據的準確性和一致性，這也是選擇GDS的原因所在。到目前為止所購設備情況見下表:
所有系統可以連續或同時運行?？赏瓿扇缦聹y試 (但不限于):
不固結不排水(UU)三軸測試
固結不排水(CU)三軸測試
固結排水(CD)三軸測試
固結下的直剪測試
增量加載固結測試
飽和多孔材料滲透系數測試
力控制循環三軸強度 (CUcyc).
通過動三軸測定土體的模量和阻尼比
通過共振柱系統測量模量和阻尼比
通過彎曲元系統測定土樣的剪切波速和初始剪切模量
通過環剪儀測定細粒土的殘余剪切強度
到目前為止，總體測試結果是有希望和令人滿意的。下面是通過荷載控制循環三軸試驗研究的一個近海土樣的例子。該試驗是在一個未受擾動的試樣上進行的，該試樣屬于低塑性細粒粉土。該土樣是在海底約8.3米的深度提取的。初始含水量為27.5%，初始干密度為1.61 t/m3。
土樣的B值為0.95, 固結應力是100kPa，動應力幅值和應力比(CSR) 分別為40kPa 和 0.2。根據ASTM D5311標準, 我們可以評價該土樣的液化勢。如圖所示，破壞發生在在第15個循環，根據產生的超孔隙壓力判別。
里程碑及愿景
在成立的第一年，Sinotech - PDE聯合實驗室已達成初步目標，為臺灣某海上風力工程完成一套全面的土力學測試。超過15名專業技術人員和研究人員已經參與了該項目。大量的測試結果已經從30多個鉆孔到100米深的取芯中得到，每一個都被轉移考慮。未來，該實驗室將成為一個學術與產業合作的平臺，不僅在臺灣，而且可能在整個東亞地區。
全自動三軸系統GDSTAS(右側) 和固結儀CRS(左側)
標準型動三軸系統ELDYN(左側),共振柱系統和
高級動三軸系統 (右側)
網站鏈接：
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設備
01
自動三軸儀
自動三軸儀GDSTAS
GDS自動三軸試驗系統（GDSTAS）是壓力架型的三軸試驗系統。這套系統由荷載架、三軸壓力室、壓力體積控制器和軟件模塊組成，可以配置成一套商業型的性價比高的從土到巖石的設備。如果現有的系統需要升級，那么GDSTAS的組件可以與現有的系統兼容用于系統升級（包括其他廠商生產的設備）。
02
彎曲元系統
彎曲元試驗系統(BES)
GDS彎曲元件可以非常容易地在三軸壓力室中測量體土體在小應變時的剪切模量。由于荷載和位移測量裝置的分辨率和精度不夠，因此，在室內非常小的應變條件下測量土體的剛度是非常困難的。在三軸試驗中測量小應變剛度通常采用局部應變傳感器，但是這種傳感器的價格很昂貴，通常用于科學研究。
三軸試驗系統中的彎曲元晶片可以很容易地測量剪切模量Gmax，簡單而高效。
03
恒應變速率固結儀
恒應變速率固結試驗系統(CRS)
不需要像典型的固結儀在固結試驗時逐級增加應力，CRS固結系統是以恒定的應變速率對試樣施加軸向荷載。施加于試樣內的反壓（水）是可控的，并通過設備底座來進行排水。這種試驗方法的優點就在于可以顯著地減少固結試驗的時間，提高工作效率。
04
全自動固結儀
自動固結試驗系統 (GDSAOS) (一維固結)
GDS自動固結儀系統（GDSAOS）替代了傳統的掛碼式固結儀。GDSAOS內含獨立的步進電機驅動單元，可通過智能鍵盤或者USB連接計算機來控制。設備無需壓縮空氣或手動增加荷重。當使用GDSLAB控制和數據采集軟件時，GDSAOS系統除了可以完成傳統掛碼式固結儀所能完成的試驗外，還可以完成一系列完整的試驗。
05
標準型動三軸系統
標準型動態三軸試驗系統 (ELDYN)
GDS標準型動態三軸試驗系統 (ELDYN)是一種基于帶電機驅動器的軸向剛性加載架的三軸系統。ELDYN可以滿足室內巖土試驗領域對動三軸實驗系統低成本、功能全的要求，同時仍然滿足使用者對GDS的高標準期望。
06
高級研究型動三軸系統
高級動態三軸試驗系統 (DYNTTS)
高級動態三軸試驗系統 (DYNTTS) 是一套高端的試驗設備，它將三軸壓力室和動力驅動器合為一體，可以施加10Hz的動態荷載、變形和應力。
動三軸DYNTTS的定制性很好，例如可以升級局部應變傳感器、彎曲元試驗、非飽和土試驗等；從標準的2Hz/10kN升級到5Hz或10Hz的版本；能夠升級軸向負載能力從標準的10kN范圍到最大60kN；試樣尺寸從標準的100mm升級到最大300mm；可以升級溫控范圍從零下20度到零上85度。
07
伺服電機動單剪系統
伺服電機控制的動態循環單剪試驗系統(EMDCSS)
GDS電機控制的動態循環單剪試驗系統(EMDCSS)是進行動單剪試驗的主要設備，它不僅可以進行小應變（0.005%剪應變幅值）到大應變（10%剪應變幅值）的動態循環試驗，還可以進行非常精確的準靜態測試。
08
共振柱系統
共振柱試驗系統(GDSRCA)
振柱試驗系統（GDSRCA）是一款Stokoe型的設備，在小到中等的應變范圍內（<1%應變），用來測定剪切模量和阻尼比。通過GDSRCA軟件進行控制，該系統也可以用來測試彎曲模量?？蛇x項包括：環境溫度控制腔體（- 20°C至40°C），垂直加載作動器，高壓壓力室，和動態頻率小于10Hz的扭轉剪切試.
09
環剪儀
環剪試驗系統(GDSRSA)
GDSRSA環剪試驗系統是一個現代化的，緊湊的、桌面化的環剪系統，允許完全自動化的試驗。該GDSRSA允許進行扭轉環剪試驗。在排水條件下，通過步進電機連續施加旋轉剪切作用力直到獲得恒定的殘余剪切應力。在試驗過程中，試樣的橫截面區域的剪切面不變。GDS的環狀剪切儀通過GDS力作動器施加固結應力，通過計算機（用USB連接）來進行控制和數據采集，外置的荷載傳感器直接測量施加到樣品上的軸向和剪切應力。
產品
土木工程測試儀器 材料測試儀器 設備診斷儀器 傳感器及數據采集器 教學與研究實驗設備 智慧數字平臺 工業檢測 環境檢測技術與服務
技術與服務 下載中心新聞
周年慶 公司新聞 企業內刊 市場活動 行業新聞社區
首頁 圈子 活動 課程 問答關于
公司簡介 人才招聘 聯系我們 企業郵箱集團子網
Earth Products India Pvt. Ltd. 香港工程質量檢測中心 歐美大地促銷商城 建筑質量檢測 歐美大地MEMS傳感系統
咨詢熱線（工作日9:00-18:00）
400-700-9998
技術支持：service@epc.com.hk
簡歷投遞：erphr@epc.com.hk
