考虑管土作用及内流影响的缓波型立管动力响应分析

作     者：丁正旺 张火明 管卫兵 陆萍蓝 DING Zhengwang;ZHANG Huoming;GUAN Weibin;LU Pinglan

作者机构：中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 中国计量大学工程训练中心浙江杭州310018 

出 版 物：《中国计量大学学报》 (Journal of China University of Metrology)

年 卷 期：2022年第33卷第4期

页      面：501-512,526页

学科分类：081505[工学-港口、海岸及近海工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0814[工学-土木工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：浙江省自然科学基金项目(No.LY19E090004) 

主　　题：缓波型立管 管土作用 内流 动力响应 

摘      要：目的:海洋立管在浮体运动及环境载荷的影响下与海床发生管土接触作用,该类管土作用对立管结构强度有重大影响。为保证缓波型立管结构的安全性,要合理确定管土接触载荷。方法:基于Randolph和Quiggin提出的非线性海床模型,利用OrcaFlex建立集中质量模型。在考虑管土相互作用的基础上,探讨浮体偏移、海床土体属性及相关参数和管内流体对立管动响应的影响,提取立管张力、弯矩、贯入深度、管土作用力等结果进行比对分析。结果:浮体偏移及土体抗剪强度变化对立管触地段的影响较为显著,立管贯入深度及管土作用力受其影响较大,相较于初始状态下的0.0319 m的贯入深度以及1934.2 N/m的管土作用力,近偏状态下的立管贯入深度达到0.0726 m,远偏状态下的管土作用力达到3005.8 N/m;流体密度变化带来的影响相较于流速变化更突出,内流速度变化对立管动力响应的影响甚微。结论:相关结论可为立管设计提供一定参考。