落錨作業(yè)是船舶拋錨定位過(guò)程的第1個(gè)環(huán)節(jié),在落錨過(guò)程中,船錨不僅可能直接撞擊海底管線(xiàn)造成危害,而且船錨的貫入深度會(huì)影響拖錨的運(yùn)動(dòng)軌跡,從而間接影響海底結(jié)構(gòu)物的運(yùn)行安全,可見(jiàn)確定船舶落錨階段船錨的最終貫入深度十分重要.為此,首先開(kāi)展一系列小比尺落錨模型試驗(yàn),分別研究在黏性土和無(wú)黏性土中船錨質(zhì)量和落錨高度對(duì)霍爾錨和大抓力錨最終貫入深度的影響,發(fā)現(xiàn)貫入深度隨船錨質(zhì)量和落錨高度的增加而呈非線(xiàn)性增加,但增幅不斷減緩.然后,結(jié)合小比尺模型試驗(yàn),采用能量法和太沙基極限承載力公式擬合船錨貫入深度的計(jì)算公式,并確定式中的經(jīng)驗(yàn)系數(shù).另外,在小比尺模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,驗(yàn)證船舶落錨的數(shù)值模擬方法,并對(duì)原型船錨的貫入過(guò)程進(jìn)行分析,討論貫入過(guò)程中船錨姿態(tài)變化的過(guò)程和規(guī)律,以進(jìn)一步揭示落錨貫入深度與船錨觸底動(dòng)能之間的關(guān)系.最后,開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)船舶落錨試驗(yàn),對(duì)比分析本文公式、Young公式、DNV墜物公式、DNV落管公式與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間的差異,發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果和本文公式吻合良好,在驗(yàn)證本文公式正確性的同時(shí)闡明了其他理論算法的適用條件與局限性.

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【部分圖文】：

圖1船舶落錨試驗(yàn)裝置

為研究不同質(zhì)量的船錨在落錨過(guò)程中的貫入深度，分別設(shè)計(jì)了無(wú)黏性土與黏性土兩種土質(zhì)的落錨試驗(yàn)．在試驗(yàn)過(guò)程中，由起吊設(shè)備將模型試驗(yàn)錨提升至泥面以上的預(yù)定高度，讓模型錨自由下落，直至貫入土體后停止運(yùn)動(dòng)，測(cè)量船錨在土中的貫入深度．試驗(yàn)裝置如圖1所示．模型試驗(yàn)中分別按1∶6的幾何比尺制作霍爾....

圖2不同比尺的模型試驗(yàn)錨

模型試驗(yàn)中分別按1∶6的幾何比尺制作霍爾錨和大抓力錨兩種形式的模型錨，霍爾錨共設(shè)計(jì)制作4種尺寸，船錨質(zhì)量從大到小依次為76.20kg、31.25kg、15.40kg和6.45kg；大抓力錨共設(shè)計(jì)制作3種尺寸，船錨質(zhì)量從大到小依次為73.00kg、25.30kg和4.7....

圖3無(wú)黏性土中落錨貫入深度試驗(yàn)數(shù)據(jù)

觀察無(wú)黏性土中落錨試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，船錨貫入深度隨著落錨高度和船錨質(zhì)量的增加而增加．圖4為黏性土中不同質(zhì)量霍爾錨和大抓力錨的試驗(yàn)數(shù)據(jù).黏性土中落錨貫入深度變化規(guī)律與無(wú)黏性土中基本相同，船錨貫入深度也隨著落錨高度和船錨質(zhì)量的增加而增加．根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以推測(cè)，船錨的貫入深度與落錨....

圖4黏性土中落錨貫入深度

根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以推測(cè)，船錨的貫入深度與落錨過(guò)程中船錨的觸底動(dòng)能有關(guān)，忽略船錨在自由落體過(guò)程中的能量損耗，將無(wú)黏性土試驗(yàn)和黏性土試驗(yàn)中船錨觸底動(dòng)能與船錨貫入深度的關(guān)系繪制于圖5，其中Ev為觸底動(dòng)能．圖5落錨貫入深度與觸底動(dòng)能之間關(guān)系的模型試驗(yàn)結(jié)果

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