冰致柔性直立結(jié)構(gòu)振動的動冰力研究.pdf

1、冰與柔性直立結(jié)構(gòu)的相互作用對海上建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的影響,甚至造成危害.隨著海上油氣資源的開發(fā),冰引起的問題越來越多.早在上個世紀(jì)60年代就開始進(jìn)行冰與結(jié)構(gòu)相互作用的研究,到現(xiàn)在關(guān)于海冰的研究已經(jīng)形成一門獨(dú)立的學(xué)科——冰力學(xué).其中動冰力的研究尤為重要,因?yàn)閯颖Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生一種交變荷載,引起結(jié)構(gòu)的振動、疲勞失效等問題.同時由于海冰是一種相對高溫材料,力學(xué)性質(zhì)上存在韌—脆轉(zhuǎn)變特點(diǎn),海冰內(nèi)部含有各種成分等所有這些確定了海冰的特殊性質(zhì).該文首

2、先回顧了國內(nèi)外海冰與結(jié)構(gòu)相互作用的研究情況,總結(jié)了前人的研究結(jié)果,并深入分析了現(xiàn)有的冰與直立結(jié)構(gòu)相互作用動冰力模式,在此基礎(chǔ)上介紹了我們在渤海遼東灣JZ9-3平臺和JZ20-2MSW平臺上的現(xiàn)場原型動冰力測量系統(tǒng)和在各種壓縮速率下的海冰壓縮破壞實(shí)驗(yàn).根據(jù)海冰的壓縮破壞特性和現(xiàn)場冰與柔性海洋平臺直立樁腿擠壓破壞觀測結(jié)果,該文系統(tǒng)的分析了動冰力時程曲線,發(fā)現(xiàn)冰與結(jié)構(gòu)擠壓作用時隨冰速的增加,可以出現(xiàn)三種不同冰力形式并分別引起結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)振動、穩(wěn)

3、態(tài)振動和隨機(jī)振動響應(yīng).該文進(jìn)一步分析了各種冰力模式形成機(jī)理,提出了隨著冰速變化,冰與結(jié)構(gòu)相對速率變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)近場冰出現(xiàn)塑性破壞、裂紋損傷破壞與純脆性破壞三種破壞模式,并解釋形成交變荷載過程.繼而在該文的第四章針對渤海海冰快速漂移特點(diǎn),重點(diǎn)分析了冰快速擠壓時的海冰破壞模型以及由此引起的隨機(jī)動冰力,運(yùn)用斷裂力學(xué)說明海冰的脆性劈裂破壞機(jī)理.最后,在第五章提出了海冰應(yīng)變速率敏感性的數(shù)值演化模式.由于海冰對應(yīng)變速率變化的敏感性強(qiáng)烈,在不同應(yīng)變速率