【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,我國(guó)對(duì)于能源的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。在漂浮式水上光伏電站、浮式風(fēng)機(jī)以及深海中的油氣開(kāi)采等能源開(kāi)發(fā)中,都需要使用錨泊線連接上部浮體與下部的錨體以進(jìn)行系泊定位。而錨泊線與土體的相互作用影響著錨泊線的荷載傳遞機(jī)理與錨泊系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在工程的初步設(shè)計(jì)或自然環(huán)境良好的工況下,為簡(jiǎn)化計(jì)算可采用準(zhǔn)靜態(tài)分析方法。但在自然環(huán)境復(fù)雜的深海中,錨泊線的動(dòng)力效應(yīng)、觸底區(qū)的開(kāi)槽現(xiàn)象以及土體的循環(huán)弱化作用可能導(dǎo)致錨泊線變得松弛,使錨體失去作用,威脅著錨泊系統(tǒng)的安全,因此需要進(jìn)行錨泊線與底床的動(dòng)力接觸作用研究。針對(duì)這些問(wèn)題,本文開(kāi)展了以下工作:(1)介紹了錨泊線與底床靜力分析模型,然后針對(duì)漂浮式水上光伏電站的錨泊線的設(shè)計(jì)問(wèn)題,以水位變化為變量,基于低水位工況確定錨泊線的最大長(zhǎng)度,高水位工況進(jìn)行校核的思想,提出了一套設(shè)計(jì)流程與應(yīng)對(duì)策略,并通過(guò)一個(gè)具體的算例進(jìn)行了介紹。(2)使用有限元軟件建立了錨泊線與底床動(dòng)力作用數(shù)值模型,并通過(guò)對(duì)錨泊線進(jìn)行慢速預(yù)張的方法,驗(yàn)證了模型的正確性。分別從土體強(qiáng)度和上部結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)周期兩個(gè)方面對(duì)錨泊線張力變化進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)了動(dòng)力工況下土體抗力和錨泊線慣性力在錨泊線張力變化中的作用和錨泊線導(dǎo)纜孔處的最大張力變化的一般規(guī)律。(3)忽略了土體沖刷的時(shí)間效應(yīng),從錨泊線的預(yù)張力、土體強(qiáng)度和上部結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期等方面評(píng)估了錨泊線觸底區(qū)溝槽的發(fā)展特征。研究了錨泊線觸底區(qū)的土體缺失對(duì)于錨泊線荷載傳遞及溝槽發(fā)展的影響。(4)基于非線性滯回曲線模型,建立了考慮循環(huán)弱化作用的錨泊線與土體相互作用模型,首先對(duì)該模型的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證,然后從不同預(yù)張力和土體強(qiáng)度研究了土體循環(huán)弱化對(duì)于錨泊線荷載傳遞以及溝槽發(fā)展的影響。
【圖文】：

１．１研究背景逡逑隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源的需求愈發(fā)迫切。國(guó)家能源發(fā)展“十三五”逡逑規(guī)劃明確指出“能源是人類(lèi)社會(huì)生存發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，攸關(guān)國(guó)計(jì)民生和國(guó)家逡逑戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)力”（國(guó)家能源局，２０１７）。國(guó)家將加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，大力發(fā)展風(fēng)逡逑能、太陽(yáng)能等可再生能源，開(kāi)發(fā)海洋油氣資源以保障供給。逡逑在全球氣候變化的大環(huán)境下，太陽(yáng)能因其具有燃料免費(fèi)、安裝快速、無(wú)噪聲、逡逑無(wú)有害氣體排放等優(yōu)點(diǎn)，而具有廣闊的發(fā)展前景。目前市場(chǎng)上的太陽(yáng)能光伏板材逡逑料主要為晶體硅（包括單晶硅和多晶硅），其中單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效逡逑率較高，但是也僅為１８％左右，而且由于光能密度相對(duì)較低，１ＭＷ的太陽(yáng)能電站逡逑的建設(shè)需要大約１８吉土地，土地資源占用問(wèn)題嚴(yán)重。雖然在沙漠中太陽(yáng)光照較強(qiáng)，逡逑土地資源也很充足，，但是由于與用電量高的城市距離較遠(yuǎn)，能源利用效率反而較逡逑低。溫度也會(huì)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電的效率有所影響，溫度增高，效率會(huì)降低；空氣的污逡逑染、鳥(niǎo)類(lèi)的排泄物附著在光伏板上，也會(huì)顯著降低發(fā)電效率。逡逑—

邐第１章緒論逡逑上光伏電站主要分為水面漂浮式和樁基承載式（如圖１．１所示）兩種。當(dāng)水位較逡逑低時(shí)（小于５ｍ），可采用樁基承載式（孫垞峰，２０１６），但其工程造價(jià)相對(duì)相對(duì)逡逑較高；而漂浮式水上光伏電站僅需事先在底床上設(shè)置錨塊，在浮體和錨體之間通逡逑過(guò)一定長(zhǎng)度的錨泊線柔性相連，即可適應(yīng)水位的季節(jié)性變化，也更為經(jīng)濟(jì)。目前逡逑在曰本、意大利已有大量的漂浮式水上光伏電站投入運(yùn)營(yíng)（孫杰，２０１７）。逡逑圖１．２漂浮式海洋風(fēng)機(jī)逡逑我國(guó)近海風(fēng)能儲(chǔ)量豐富且沿海地區(qū)用電量較大，因而海上風(fēng)電的發(fā)展具有重逡逑要意義。海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電相比，具有資源儲(chǔ)量大、高風(fēng)速、低風(fēng)切變、低湍逡逑流、環(huán)境噪音污染小和不占用耕地等優(yōu)勢(shì)，而將成為未來(lái)風(fēng)電開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)（余璐逡逑慶
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2627022