前言

可持续发展是当今世界的热点话题之一，能源的可持续发展是世界可持续发展的重要组成部分。我国社会已经形成大力发展可再生能源的普遍共识，当前我国风电产业方兴未艾。然而，经过多年的大规模高度集中开发，陆上风电项目竞争日益激烈，开发潜力日趋枯竭，电网发展及资源分配未及时跟上，面临弃风弃电的巨大挑战，导致陆上风电进入了发展瓶颈期。

我国海岸线长，海域辽阔，海上风资源丰富，具备大规模开发潜力。东部沿海电网特点、经济发展模式与欧洲类似，具有适宜大规模开发的基础条件。国产化的海上专用机组单机容量不断增大，机组单位造价持续下降。单桩基础、导管架基础及桶形基础等结构型式逐渐被工程界认可接受，与传统的高桩承台基础相比，缩减了基础建设工期，降低了工程造价。可以预见，我国海上风电进入规模开发阶段是发展的必然趋势。

与陆地相比，受波浪、潮汐、海流等因素的影响，海上风电场风电机组基础结构建设所面临的工程技术和科学问题更为复杂。海上环境恶劣，海上风电机组基础结构施工海上作业时间长、船机设备等使用费用高，将海上作业转化为陆上作业是降低风电机组基础造价的有效途径。桶形基础为顶端封闭、下端开口的倒置桶状结构，可在岸上预制，再运输到预定机位下沉安装，具有易拆除、可重复利用、安装工期短、费用低等优点。

桶形基础的产生和发展与吸力锚技术密不可分，最早可以追溯到1958年，1996年采用桶形基础建成Sleipner Vest平台后开始进入工业化生产阶段，2003年丹麦首先将其应用于海上风电开发。与国外相比，我国对桶形基础的研究和应用相对较晚，20世纪70年代才开展实质性的研究，且大量的研究成果主要集中在采油平台等领域。2010年道达重工联合天津大学在江苏启东某码头附近采用桶形基础安装了一台2.5MW的海上风电机组，论证了我国近海风机采用桶形基础的可行性，说明了桶形基础相对于其他基础易于施工、造价低等系列优越性，有力地推动了国内海上风电机组桶形基础的研究。我国近海水文地质条件较为复杂，东部沿海多有淤泥，且深度通常大于10m，沿海受台风影响，部分区域每年有多次台风登陆。风电机组运行对基础沉降、倾斜要求较高，承载变形通常是桶形基础设计的控制性指标。这些客观条件造成我国近海风机桶形基础的发展需考虑地层条件差、极端荷载大的情况，使得我国近海风机桶形基础的应用发展面临更多的难题。基于以上情况，在中国长江三峡集团公司、中国水利水电科学研究院等单位的支持下，本书从风电机组运行对基础要求指标出发，以工程实际为背景，通过调研分析、理论研究、工程性质试验、离心模型试验和数值分析等多种方法，对近海风电机组桶形基础承载变形特性进行了较为系统的研究，希望能为从事海上风电场建设和类似工程的相关人员，尤其是海上风电机组基础设计和建设的工程人员提供参考和借鉴。

本书由邢占清、符平、张金接统稿，黄立维、赵卫全、赵宇、周建华、刘双梅、李凯、王丽娟、李娜等参与了相应的研究工作，并编写了部分章节。在本书编写过程中还得到了清华大学张嘎、王爱霞的大力支持，在此一并表示感谢！

由于作者知识水平有限，书中难免存在一些不当或错误之处，敬请同业人员和专家批评指正。

作者

2018年11月