波浪作用下埕島油田海底管線穩(wěn)定性數(shù)值分析.pdf

1、中國(guó)海洋大學(xué)博士學(xué)位論文波浪作用下埕島油田海底管線穩(wěn)定性數(shù)值分析姓名：遠(yuǎn)航申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：環(huán)境工程指導(dǎo)教師：賈永剛20090601管線復(fù)雜波浪荷載作用下瞬態(tài)響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。討論了波浪的隨機(jī)性對(duì)管線及海床動(dòng)力響應(yīng)的影響及海床土體與埋置管線的接觸效應(yīng)。與前人研究結(jié)果相比，本文中所采用的數(shù)學(xué)模型更為接近實(shí)際情況，可以更好的反映波浪作用下埕島油田地區(qū)海床土體與埋置管線之間的相互作用。并據(jù)此模型對(duì)復(fù)雜波浪荷載下埋置管線的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析，

2、發(fā)現(xiàn)波浪的非線性和隨機(jī)性以及管線一土體之間的接觸效應(yīng)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響十分顯著，如果忽略這些因素，則會(huì)在分析埋置管線動(dòng)力響應(yīng)時(shí)造成較大誤差。4基于大變形理論，開(kāi)發(fā)了基于ABAQUS的用戶單元子程序，對(duì)波浪作用下埕島地區(qū)海床土體內(nèi)殘余孔壓的發(fā)展進(jìn)行了計(jì)算，及海床液化判別分析。將液化后土體視為Bingham體，開(kāi)發(fā)了大變形下的用戶材料子程序，對(duì)管線在液化土體內(nèi)的移動(dòng)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，埕島海域不同工程地質(zhì)分區(qū)土體液化行為差別較大，海床土液化

3、深度隨波浪作用時(shí)間的增加而增加，但是最終會(huì)趨于穩(wěn)定；液化后土體的粘性系數(shù)影響到管線在液化土中的運(yùn)動(dòng)速度，但不影響其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：針對(duì)埕島油田具體水文、地質(zhì)條件，采用更為合理的水動(dòng)力模型計(jì)算裸置管線所受荷載，在此基礎(chǔ)上建立了埕島油田地區(qū)裸置管線與土體相互作用的數(shù)學(xué)模型，提出了適合埕島油田裸置穩(wěn)定性分析的校核曲線。建立了復(fù)雜波浪荷載作用下埋置管線與周圍土體相互作用的數(shù)學(xué)模型，并基于大變形理論，對(duì)管線在液化土體中的移動(dòng)進(jìn)行了模擬，并對(duì)