粉土海床海底管線沖刷機(jī)理及防護(hù)方法研究.pdf

1、海洋石油和天然氣已成為我國能源生產(chǎn)重要的組成部分，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國家安全戰(zhàn)略有著重要的意義。海底油氣輸送管線具有輸送連續(xù)、輸送量大、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，在海洋工程中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，海底管道所處的海洋環(huán)境非常惡劣，在波浪、潮流等水動(dòng)力作用下，管道附近底床很容易發(fā)生沖刷侵蝕，從而導(dǎo)致海底管道發(fā)生懸跨，引發(fā)事故，造成巨大的損失。海底水動(dòng)力作用下管道附近海床沖刷造成管道懸跨破壞等問題，是管道工程的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容，在學(xué)術(shù)和工程應(yīng)用方面都有

2、很高的指導(dǎo)意義。但是，對(duì)于管道在海底復(fù)雜的動(dòng)力環(huán)境中的沖刷機(jī)理，現(xiàn)有研究成果還不完善，尤其是對(duì)粉土海床管道沖刷的研究不足。 本文的主要目的是通過物理模型試驗(yàn)探索粉土海床管道沖刷機(jī)理及有效的防護(hù)方法。 在充分調(diào)研了前人研究成果的基礎(chǔ)上，本文立足大型水槽試驗(yàn)，模擬了管道平鋪和半埋兩種狀態(tài)，小波浪、大波浪、單向流、波流聯(lián)合四種水動(dòng)力環(huán)境下的海床沖刷情況，并對(duì)沖刷過程中管道受力變化及表層土體的孔壓變化進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。 首先

3、，本文詳細(xì)描述了各組試驗(yàn)中管道附近海床沖刷過程，對(duì)比了在不同情況下管道沖刷的不同。在此基礎(chǔ)上，本文得出結(jié)論：(1)管道沖刷不會(huì)無止境地進(jìn)行下去，存在一個(gè)平衡狀態(tài)；(2)沖刷過程具有規(guī)律性，各組試驗(yàn)中，沖刷都是按沉積物顆粒開始運(yùn)動(dòng)--隧道發(fā)育--快速?zèng)_刷--達(dá)到平衡這一順序發(fā)展的；(3)管道平鋪、管徑加大、波浪周期、波長增大這幾個(gè)因素都會(huì)使得平衡沖刷深度加大，沖刷加??；(4)波流聯(lián)合作用時(shí)，沖刷速度很快，總體沖刷量也遠(yuǎn)大于二者單獨(dú)作用時(shí)。