發(fā)布時(shí)間：2020-12-09 18:35

　　建立一套立管與海床相互作用的模型試驗(yàn)系統(tǒng)。開(kāi)展了管-土作用模型在振動(dòng)臺(tái)上的模態(tài)試驗(yàn)和地震動(dòng)試驗(yàn),得到了管-土作用模型的橫向固有頻率和相應(yīng)振型、沿立管觸地段以及與其相鄰的水平段和懸垂段軸向和環(huán)向的一些特征點(diǎn)在地震作用下的地震動(dòng)響應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果表明:橫向地震作用下,立管水平段的應(yīng)變響應(yīng)非常小;立管觸地段海底管道的應(yīng)變響應(yīng)很大,是立管結(jié)構(gòu)最易產(chǎn)生損傷的關(guān)鍵部位;立管懸垂段也表現(xiàn)出較大的應(yīng)變響應(yīng),是立管產(chǎn)生損傷的另一個(gè)關(guān)鍵部位;在橫向地震作用下立管觸地段側(cè)邊較正上方和正下方更易產(chǎn)生損傷;模型試驗(yàn)的成果豐富了海洋立管動(dòng)力模型試驗(yàn)的研究?jī)?nèi)容,為優(yōu)化海洋立管抗震設(shè)計(jì)、評(píng)估在役油氣管道的抗震安全提供了科學(xué)依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020年18期 第132-137+152頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

管-土作用模型

本試驗(yàn)運(yùn)用的應(yīng)變采集設(shè)備主要是NI PXI/SCXI系列動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和NI cDAQ系列動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),加速度采集設(shè)備用MDR數(shù)據(jù)采集儀。海洋立管除了受到懸垂端和水平端的約束外,在立管水平段和觸地段還會(huì)受到海床的約束作用,包括海床土體作用于海底管道的法向土體抗力和土體吸力作用,以及沿管道截面切向的摩擦和溝槽的約束作用。各傳感器的布置詳圖如圖3所示。其中圖3(a)為各截面沿管道軸向的位置,圖3(b)為海底管道上應(yīng)變傳感器和加速度傳感器的具體布置及編號(hào)。2 試驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本文通過(guò)敲擊試驗(yàn)測(cè)試管-土作用模型的各階固有頻率,在敲擊激勵(lì)下監(jiān)測(cè)管道截面10(d=5 m)左側(cè)方測(cè)點(diǎn)(ψ=90°)的應(yīng)變響應(yīng),如圖4所示。由圖4(a)中測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變響應(yīng)時(shí)程曲線(xiàn)可知,測(cè)點(diǎn)(d=5 m,ψ=90°)的應(yīng)變響應(yīng)逐漸衰減,最終無(wú)限趨近于平衡位置。應(yīng)變響應(yīng)時(shí)程曲線(xiàn)經(jīng)傅里葉變換得出該測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變頻譜圖,如圖4(b)所示。從頻譜圖中的響應(yīng)峰值和對(duì)應(yīng)的響應(yīng)頻率可以得出結(jié)構(gòu)的前三階固有頻率,其數(shù)值分別為1.04 Hz,3.11 Hz 和5.91 Hz。觸地段海底管道的結(jié)構(gòu)振型是影響管道結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的重要因素,試驗(yàn)測(cè)得了管道結(jié)構(gòu)在水平方向的前三階振型,如圖5所示。由圖5可知,管道結(jié)構(gòu)的一階振型有一個(gè)波峰,二階振型有一個(gè)波峰一個(gè)波谷,三階振型有兩個(gè)波峰和一個(gè)波谷。管道水平擺動(dòng),其兩側(cè)土體的約束情況對(duì)稱(chēng),振型結(jié)果較平滑。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2907303