【摘 要】
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钢质悬链线立管(steel catenary riser,简称SCR)作为深海油气资源开采的首选立管系统,其在与海床土体的相互作用下,对触地段管线埋深以及疲劳寿命影响较大.依据管土相互作用的非线性土体阻力-侵彻深度(p-y)曲线,将其简化为三段线弹性土体刚度衰减模型,求得了基于非线性Pasternak地基模型的海床上悬链线立管触地段初始侵彻静平衡解析解.通过与三维有限元算例和5个模型试验算例的对比分析,发现常规Winkler地基模型会高估管线竖向变形与弯矩,验证了基于非线性Pastemak地基模型解析解的
【机 构】
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上海理工大学环境与建筑学院,上海200093;自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福建省地质灾害重点实验室,福建福州350002;国家海洋局北海预报中心山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室,山东
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钢质悬链线立管(steel catenary riser,简称SCR)作为深海油气资源开采的首选立管系统,其在与海床土体的相互作用下,对触地段管线埋深以及疲劳寿命影响较大.依据管土相互作用的非线性土体阻力-侵彻深度(p-y)曲线,将其简化为三段线弹性土体刚度衰减模型,求得了基于非线性Pasternak地基模型的海床上悬链线立管触地段初始侵彻静平衡解析解.通过与三维有限元算例和5个模型试验算例的对比分析,发现常规Winkler地基模型会高估管线竖向变形与弯矩,验证了基于非线性Pastemak地基模型解析解的合理性与适用性;海床抗剪强度Su0的增加显著提高了三段线弹性土体刚度,降低了管线竖向变形.此外,针对水深H、立管铺设角度γ、管线外径D、管线弹性模量E和材料密度ρ的变化对管线侵彻土体时的物理力学特性进行了参数对比以及安全评估分析.结果 表明:立管铺设角度γ增大会使管线竖向变形减小,弯矩与剪力则有所增大,角度超过82°易出现屈服破坏;管线外径D的增加会使土体竖向阻力、管线竖向变形与触地段管线弯矩、剪力同步增大,外径超过0.4 m易出现屈服破坏;管线弹性模量E越大,竖向变形越小,弯矩与剪力则有所增大,弹性模量超过275 GPa易出现屈服破坏;管线材料密度越大,管线竖向变形越大,弯矩没有明显变化,剪力则有所增大,密度超过14850 kg/m3易出现屈服破坏.上述结论可以为海洋管线悬链线立管的前期设计提供一定理论依据.
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土工复合膨润土防水毯(geosynthetic clay liners,简称GCLs)在污染场地竖向阻隔墙中应用是一项新技术,通过防水毯相邻幅间搭接区域土工织物的绕渗控制是该技术关键点之一,目前尚缺乏可靠的试验数据支撑.研制了尺寸为1200 mm×700 mm×700 mm的搭接渗透仪器,在lm水头差下开展了5级压力(10、25、50、100、150kPa)下的GCL搭接渗透试验,测量了含500 mm搭接区的GCL渗流通量,探究了侧向压力和搭接区是否涂抹膨润土膏对等效渗透系数的影响.试验结果表明:(1)
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高应力强卸荷下的地下洞室围岩岩爆机制是当前亟待研究和解决的前沿课题.针对双江口水电站地下洞室群的花岗岩,利用新型真三轴加卸载试验系统开展不同中主应力下的三向五面真三轴岩爆模拟试验,并采用扫描电镜、能谱仪等综合分析岩爆破裂面的细观结构特征,分析了不同中主应力下试样的强度和变形特征、宏观破坏形态、岩爆破坏过程和破裂面及主要矿物细观破裂模式.试验结果表明:(1)随着中间主应力的增加,岩爆后的试样宏观破坏由拉伸破坏向剪切破坏转变;(2)随着中间主应力的增加,岩爆类型由迟滞应变型向即时应变型岩爆转变,岩爆剧烈程度先
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