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霍尔锚拖曳运动状态离心模型试验与数值模拟研究
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作者 安晓宇 王斐 +5 位作者 纪文栋 张宇亭 刘现鹏 李建东 元光宗 边天奇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期117-121,共5页
对于平铺或浅埋在海床中的海底管道和电缆,意外的拖锚作业是影响其安全运营的重要因素之一。由于锚在土中的拖动过程中时刻发生着土的大变形和破坏,涉及材料非线性、几何非线性及接触非线性等诸多力学问题,通过解析的研究手段很难准确... 对于平铺或浅埋在海床中的海底管道和电缆,意外的拖锚作业是影响其安全运营的重要因素之一。由于锚在土中的拖动过程中时刻发生着土的大变形和破坏,涉及材料非线性、几何非线性及接触非线性等诸多力学问题,通过解析的研究手段很难准确地分析拖锚过程。采用离心模型试验和数值分析相结合的手段展开拖锚研究,测试和计算了不同重量的船锚在不同类型海床上的运动趋势、拖曳力发展规律、入土深度等。结果表明,在低强度的黏性土海床上拖锚,极有可能会产生一种假抓底现象;在中高强度的黏性土海床上拖锚,锚的拖动过程可以分为土台形成阶段、锚爪楔入阶段和运动稳定阶段三个阶段;在无黏性土和黏性土海床上,达到稳定阶段时拖动的距离分别是锚长的4倍和1.27~1.96倍;对于质量大于6 t的霍尔锚,无论在黏性土海床还是非黏性土海床上,锚爪的入土深度均大于1 m,拖锚作业很有可能会对海管或海缆造成直接损坏,需要引起重视。 展开更多
关键词 霍尔锚 拖锚 土工离心模型试验 数值模拟 入土深度
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抛锚对海底管道影响的离心模型试验研究
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作者 刘海成 安晓宇 +4 位作者 王斐 张宇亭 李建东 边天奇 元光宗 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期217-221,共5页
锚击是影响海底管道安全运营的重要因素之一。采用天科院TK-C500土工离心机以及新开发的抛锚试验装置开展了抛锚离心模型试验,测量了海底管道的受力变化,分析了抛锚作业对浅埋海底管道的影响。试验结果表明,落距对管道弯矩的变化有着普... 锚击是影响海底管道安全运营的重要因素之一。采用天科院TK-C500土工离心机以及新开发的抛锚试验装置开展了抛锚离心模型试验,测量了海底管道的受力变化,分析了抛锚作业对浅埋海底管道的影响。试验结果表明,落距对管道弯矩的变化有着普遍性的影响,管道弯矩增量与落点的水平距离和管道埋深呈现明显的非线性特征。当12.3 t霍尔锚落在φ630管道正上方时,各种不同落距各种不同管道埋深工况,管道弯矩增量都远大于其塑性屈服弯矩,管道的安全运行已经受到了严重威胁。当落距小于3.5 m、水平距离大于1.4 m时和当落距增大到7 m、水平距离大于2.8 m时,管道弯矩增量不会超过塑性屈服弯矩;随着落距继续增大,锚落于管道一定范围内时,都将对管道安全运行产生严重威胁。 展开更多
关键词 土工离心模型试验 霍尔锚 抛锚 海底管道
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深海SCR触地管道与土体水平向作用离心模型试验研究 被引量:2
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作者 何宁 安晓宇 +2 位作者 刘洋 任庆伟 孟毅 《水道港口》 2022年第2期246-251,共6页
针对深海钢悬链线立管系统流线段与土体相互作用问题,采用离心模型试验方法开展管道多次水平向运动循环试验,揭示了考虑淤泥层的管土相互作用机制及破土抗力发挥规律。结果表明:首次推管可以发现,由于软弱淤泥层的存在,土体抗力曲线均... 针对深海钢悬链线立管系统流线段与土体相互作用问题,采用离心模型试验方法开展管道多次水平向运动循环试验,揭示了考虑淤泥层的管土相互作用机制及破土抗力发挥规律。结果表明:首次推管可以发现,由于软弱淤泥层的存在,土体抗力曲线均随位移呈现硬化型曲线,在滑移距离为0.1 D左右时达到破土状态,安装工况、水压试验工况和操作工况对应的破土抗力分别为3.45 kN、4.28 kN和3.78 kN,在破土抗力后管道持续下扎,土拱不断扩大,破土抗力以后的侧向抗力持续增加,呈现重管特征,当最大位移(X/D=2.5)时对三个工况的侧向抗力分别为9.07 kN、12.07 kN和9.97 kN;随后的往复推管过程中可以发现,随着首次推管淤泥层消散,管道接触土体强度增强,管土作用曲线呈轻管特征,在滑移距离为(0.7~1)D时出现峰值抗力,随着往复推管次数的增加,由于土拱范围的累积增大,峰值土体抗力逐渐增加,平均增长幅度不超过25%。 展开更多
关键词 钢悬链线立管(SCR) 管土相互作用 离心模型试验 土体抗力
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