全球工業(yè)發(fā)展對油氣的需求量不斷增加,陸上油氣及近海油氣資源已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足需要,深海油氣資源開發(fā)已經(jīng)成為世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)。我國海洋油氣的開發(fā)也逐漸走向深海,南海海域已探明的油氣儲(chǔ)量極為豐富,海洋資源的開發(fā)成為重點(diǎn)的的研究方向。觸地點(diǎn)（TDP）是懸鏈線立管最初接觸海床土體的部位,是懸垂段和拖地段的連接點(diǎn)。雖然觸地點(diǎn)是懸垂段張力最小點(diǎn),但在海洋環(huán)境載荷及頂端浮體運(yùn)動(dòng)的影響下,拖地段與海床土體不斷發(fā)生相互作用,使觸地點(diǎn)成為懸鏈線立管疲勞分析的熱點(diǎn)。本文首先總結(jié)了國內(nèi)外懸鏈線立管管-土相互作用試驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究進(jìn)展,同時(shí)介紹了鋼懸鏈線立管疲勞分研究現(xiàn)狀。其次,介紹了海洋結(jié)構(gòu)物的疲勞分析方法,以及管-土相互作用的分析方法,重點(diǎn)在于采用P ? y曲線模擬海床土體特性以及基于裂紋擴(kuò)展計(jì)算的疲勞分方法。然后,采用有限差分方法對懸鏈線立管觸地區(qū)管-土相互作用進(jìn)行了靜態(tài)模擬,研究了立管頂端位移、土體吸力、土體剛度等因素對觸地點(diǎn)位置的影響;并與Hodder等的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,得出了相應(yīng)的變化規(guī)律。再次,采用ANSYS中的非線性彈簧單元,模擬了反復(fù)加載時(shí)管-土的相互作用。采用了簡化的土體滯回曲線模型,模... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

–5管-土作用全尺寸模型試驗(yàn)

[7]。同時(shí)該試驗(yàn)得到了海床土體吸力隨加載位移的變化曲線（如圖1-6）。CARISIMA試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪切〕叨葘?shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，在NGI進(jìn)行。試驗(yàn)分兩個(gè)階段，第一階段包括14個(gè)垂向試驗(yàn)和17個(gè)水平試驗(yàn)，第二階段包括10個(gè)垂向試驗(yàn)和6個(gè)無規(guī)則試驗(yàn)。CARISIMA JIP的主要目的是得到軟質(zhì)粘土中立管-土體相互作用的模型。該模型可以在現(xiàn)有的程序中對立管進(jìn)行全局分析，并且可以預(yù)測垂向和水平方向的土體抗力，在預(yù)測觸地區(qū)域的疲勞壽命和極端應(yīng)力時(shí)有足夠的精度。圖 1–5 管-土作用全尺寸模型試驗(yàn)Fig. 1-5 Full Scale Model圖 1–6 土體吸力曲線Fig. 1-6 Soil Suction Curve

剛度的PVC管，這樣可以保證使用相對大直徑管做模擬實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)通過左端的作動(dòng)器施加位移載荷，管右端保持靜止。通過沿管長布置的一些列傳感器和應(yīng)變片測量管各點(diǎn)的彎矩、應(yīng)變及位移（試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D1-7所示）。作者將有限元模擬的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比，得到了立管彎矩隨頂端位移的變化規(guī)律、觸地點(diǎn)位置隨頂端位移的變化規(guī)律以及循環(huán)加載時(shí)管道的整體變形。Fontaine[58]分別在靜態(tài)載荷及循環(huán)載荷下進(jìn)行了管土作用試驗(yàn)，研究了影響垂向土體剛度和等效阻尼的因素。圖 1–7 Hodder 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨DFig. 1-7 Experiment Model

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]鋼質(zhì)懸鏈線立管力學(xué)特性與疲勞損傷分析[D]. 王安慶.上海交通大學(xué) 2011
[2]鋼懸鏈線立管拖地段與土體相互作用的數(shù)值模擬[D]. 王小東.中國海洋大學(xué) 2010
[3]深海鋼懸鏈立管動(dòng)力分析及觸地點(diǎn)疲勞特性評估[D]. 傅俊杰.上海交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3343429