波浪荷载作用下海底管道周围海床稳定性研究

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在海洋工程快速发展的今天,海洋管线已经广泛地应用在各个海洋资源运输工程中,石油,天然气等重要海洋资源都是通过海底管线实现向陆地传输的,所以在实际工程中,自然而然地就需要考虑运输途中管线的安全问题,因为海洋环境的复杂性,各种荷载的复合作用以及本身环境相对于陆地的特殊性,都十分容易造成海底管线在这一过程中发生失稳的现象,在过往几十年的实践运用历史中,已有相当一部分事故是由于海底管线在复杂环境中破坏失效从而导致安全事故所产生的,所以,对于海底管线在海洋环境中的稳定性分析就显得尤为重要。在以往的研究中,有关海床、波浪荷载、冲刷以及液化的内容已经在不断地完善充实,所以本文可以就以往的研究总结归纳从而建立波浪-海床-管线三者相互作用的数值模型,且同时通过已有文章的解析解和实验数据对本文模型进行验证。本文拟根据动量源函数方法模拟造波,建立波浪-海床-海底管线三者相互作用二维数值模型,通过波浪模型以及海床模型在交界面的数值信息,可以相互替换从而实现二维模型体现出相互作用,保证模型耦合。通过计算得出波浪模型中的孔隙水压力从而得出超孔隙水压力以此研究了全埋式海底管道在不同波浪特性以及土体特征下的海床稳定性,通过软件数值计算出不同波高,不同波浪周期,不同土体渗透性以及海床饱和度下模型中的位移响应、应变响应以及孔压云图等,通过这三方面的比较分析,从而得知全部埋置海底管道在不同特性下管道周围的海床稳定性。除此之外还有埋置深度对于半埋式海底管道的海床稳定性影响,同样列举三个不同的埋置深度对模型进行计算。波高以及波浪周期的增长会导致海床液化深度随之增加,埋置深度增加反而会降低半埋式管道周围海床的液化深度,同时存在临界埋置深度会让液化不发生。
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