深水懸鏈錨泊線與海床土接觸的相互作用研究.pdf

1、隨著陸地和海洋淺水區(qū)儲(chǔ)油量的枯竭，深水石油勘探和開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為海洋工業(yè)的一個(gè)新方向。為了有效的勘探和開(kāi)采深海油氣資源，目前全世界已經(jīng)安裝了許多深海平臺(tái)，且一般需要錨泊系統(tǒng)定位其海上位置。錨泊線是錨泊系統(tǒng)的重要組成部分，如果錨泊線失效它將造成極大的經(jīng)濟(jì)損失甚至?xí)：θ松戆踩?br>　　作為最常用的深水懸鏈?zhǔn)藉^泊線，在風(fēng)、浪、流作用下會(huì)與海床頻繁接觸和分離，觸地點(diǎn)是錨泊線與海床最初接觸到的部位，它是錨泊線懸鏈線部分和著底部分的交點(diǎn)。在環(huán)境荷

2、載作用下，觸地點(diǎn)是不斷改變的，它極容易產(chǎn)生突變應(yīng)力進(jìn)而發(fā)生疲勞破環(huán)，這不僅對(duì)整個(gè)錨泊系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生影響，而且危及到整個(gè)深海平臺(tái)的安全。由于該接觸區(qū)域涉及到幾何非線性、接觸非線性以及海床參數(shù)不確定性，所以這個(gè)區(qū)域是錨泊線數(shù)值分析的難點(diǎn)，需要展開(kāi)研究。
　　本文在時(shí)域范圍內(nèi)針對(duì)錨泊線與海床土接觸區(qū)域的疲勞特性問(wèn)題進(jìn)行深入研究，主要工作如下：
　　1、使用大型有限元軟件ANSYS，考慮錨泊線懸鏈部分的幾何非線性和錨泊線與土體的

3、接觸非線性，建立錨泊線與海床土相互作用的有限元模型。
　　2、使用水動(dòng)力軟件AQWA，得到平臺(tái)總體運(yùn)動(dòng)時(shí)程響應(yīng)，將其作為錨泊線的頂端輸入條件，計(jì)算錨泊線與海床土的接觸應(yīng)力。
　　3、針對(duì)各短期海況條件，分別采用剛性、彈性、DP彈塑性土體本構(gòu)模型，研究各種土體模型對(duì)接觸應(yīng)力的影響。
　　4、采用雨流計(jì)數(shù)法對(duì)接觸區(qū)域的錨泊線應(yīng)力時(shí)程曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到疲勞載荷譜，再根據(jù)Miner線性累計(jì)損傷理論對(duì)各個(gè)短期海況的疲勞損傷進(jìn)行計(jì)算