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《海洋平臺立管系統(tǒng)底部局部沖刷試驗研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第29卷第2期中國海洋平臺V01．29No．22014年04月CHINAOFFSHOREPLATFORMApr．，2014文章編號：1001-4500(2014)02-0045-05O海洋平臺立管系統(tǒng)底部局部沖刷試驗研究姜萌，張(大連理工大學(xué)，杰峰，陳兵遼寧大連116024)摘要：在海洋結(jié)構(gòu)建筑物的安全性研究中，海底泥沙沖刷成為影響海洋平臺立管系統(tǒng)疲勞損壞的一個重要因素。為了給海洋平臺立管系統(tǒng)在海底泥沙段的設(shè)計提供參考，采用物理模型試驗方法，對海洋平臺立管系統(tǒng)在純波浪作用爭波流混合場作用下進行多組狀況的試驗
2、研究。通過記錄沖刷歷時過程以及平衡沖刷深度，分析水深、波高、周期、恒定來流流速、立管一樁傾斜角度及泥沙中值粒徑對海洋平臺立管系統(tǒng)底部沖刷坑的影響。關(guān)鍵詞：立管系統(tǒng)；波流作用；平衡沖刷深度中圈分類號：P75文獻標識碼：ATheLaboratoryTestofLocalScourAroundtheBottomofaPlatformRiserSystemJIANGMeng，ZHANGJie—feng，CHENBing(DalianUniversityofTechnology，LiaoningDalian11602
3、4，China)Abstract：InthestudyofthesafetyoftheMarinestructure，thescouraroundthebottomofaplatformrisersystemisoneofthemostimportantinfluencingfactorswhichcausefatiguedamage．ForthereferenceofthedesigninMarinesedimentsectionatthebottomofaoffshoreplatformrisersys
4、tem，thispaperisstudiedthroughthephysicalmodeltestmethod，experi—mentingundermultiplesetsofcondition，inthepurewaveactionandwaveflowfieldaction．ByrecordingscourdiachronicprocessandScourdepthinthestateofequilibrium，theinflu—enceofsuchparametersaswaterdepth，wav
5、eheight，period，currentvelocity，inclineangleofriser-pileandmedianparticlesizeofsedimentonthescourholeatthbottomofthelpatformrisersystemisanalysed．Keywords：risersystem；combinedactionofwavesandcurrents；maximumscourdepth引言隨著世界經(jīng)濟迅速發(fā)展，人類開采海底石油與天然氣、海洋礦產(chǎn)資源、海洋空間資源和
6、生物資源的規(guī)模不斷擴大，與之相適應(yīng)的海洋工程已成為近60年來發(fā)展最迅速的工程之一。海洋工程結(jié)構(gòu)物處于復(fù)雜多變的海洋環(huán)境中，要承受風(fēng)、波、流、冰、地震等環(huán)境荷載的強烈作用。在近海大陸架處，平臺及海底管道周圍海床受泥沙輸移的影響會遭受波流的強烈沖刷，給平臺結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和正常使用帶來巨大隱患。因此，考慮各種水動力因素對平臺結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)沖刷的影響，便于在設(shè)計和施工中采取必要收稿日期：2013-06—03作者筒介：姜萌(1972-)，女，副教授?！?6·中國海洋平臺第29卷第2期的工程防護措施，對保證結(jié)構(gòu)在使用期間的安全有
7、重要意義。目前，各國學(xué)者對波流作用下的橋墩、防波堤、人工島、大尺度圓柱結(jié)構(gòu)物的局部沖刷都進行了詳細的研究探討，得出了一定的研究成果。對于單向水流作用下的圓柱周圍的局部沖刷機理及沖刷的發(fā)展過程已經(jīng)基本明了，對于波浪作用下小直徑圓柱周圍的局部沖刷只進行為數(shù)不多的試驗，并沒有可靠的估算沖刷深度的計算公式。海洋平臺的立管、水平管與導(dǎo)管架樁組成的立管系統(tǒng)，其周圍的水流情況非常復(fù)雜，可以引起立管的局部沖刷和水平管暴露懸空，有時沖刷十分嚴重。在這種復(fù)雜的邊界條件下不能用簡單的估算方法和數(shù)值模擬來推算立管系統(tǒng)的沖刷程度，故
8、解決此類問題最佳的手段是物理模型試驗。因此基于平臺立柱周圍波流作用下的局部沖刷機理，采用試驗方法對波流水槽中立管系統(tǒng)周圍的局部沖刷進行了觀測，了解其周圍的沖刷形態(tài)和范圍，估算立管和腿柱周圍底部的平衡沖刷深度，以供設(shè)計作為參考依據(jù)。1試驗設(shè)備與模型1．1試驗設(shè)備和儀器試驗在大連理工大學(xué)土木水利學(xué)院港口航道與海岸工程實驗室的波流水槽中進行。試驗水槽的主要尺寸：長47m，寬lm，深1．3m。水槽一端為造波系統(tǒng)設(shè)備與水流
