清华大学学报(自然科学版)

作者：王卫, 郁张睿龙, 李涛, 牟冠铭, 王鑫, 黄杜若

单位：1. 中国长江三峡集团有限公司 科学技术研究院, 北京 100038,2. 清华大学 水利水电工程系, 北京 100084,3. 长江三峡集团江苏能源投资有限公司, 南京 210019

关键词：海上风电,水下自护混凝土,水下胶结块石

基金：中国长江三峡集团有限公司科技项目(202403150),国家自然科学青年基金(52209171),国家自然科学基金博士生自然科学基金(523B2092),香港研究资助局项目(C6029-23G)

水下自护混凝土技术因其良好的抗分散性和水下适应性, 为海上风电桩基冲刷防护提供了新的技术路径。针对传统抛石防护存在的冲刷持续、维护成本高及胶结成型中机理认识不足等问题, 该文通过静水条件下的堆石体(粒径10~15cm)胶结试验, 系统研究了浇筑落距、混凝土扩展度和骨料粒径对胶结体形态的影响。结果表明：落距增大加剧了水下混凝土和水的掺混, 导致水灰比升高; 而水灰比的增大又使混凝土的黏度和剪切应力降低, 从而增强了其渗透能力; 扩展度显著影响胶结堆石体形态, 500mm时形成底面最大的金字塔形态, 较大或较小的扩展度导致混凝土表面摊铺效应显著而下渗效应减弱, 形成陡峭坡面; 骨料粒径通过“喉口比”机制主导填充模式, 10~20mm骨料由于颗粒阻塞效应使混凝土滞留于堆石表层, 形成倒锥形胶结体。进一步在动水条件下验证了该技术的浇筑可行性。研究成果可为海上风电胶结抛石防护的材料设计和工艺控制提供理论依据。

来源：2026年第4期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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