后挖沟深度对深海海底管道屈曲影响数值分析     

李修波  刘可安  王华昆  王鸿飞 《海洋工程》2020,38(3):152-160

鉴于海底管道的服役水深越来越深,主要采用犁式挖沟机对预铺设于海床之上的海底管道采取后挖沟的方式将海底管道埋设于海床之下,以保护其免受不必要的损伤。针对后挖沟深度H是海底挖沟机的重要设计参数,也是影响管道悬跨的重要因素的问题,对SMD(UK)犁式挖沟机展开参数优化,确保作业过程中悬跨段管道在外部静水压力作用下,海底管道不会发生屈曲破坏。采用ABAQUS软件,分别建立了作业前和作业中两种工况下的悬跨模型,分析机械手对接触部分管道的损伤,结果显示,作业中的机械手对悬跨管道的损伤更大;同时,建立了作业中不同管径下,后挖沟深度对管道损伤的安全裕量关系曲线。进一步,结合作业中不同挖沟深度下的管跨段屈曲数值模型,对处于外部静水压力作用下的悬跨管的屈曲失效展开分析,结果显示,随着后挖沟深度的加大,不同管径下的悬跨段管道局部出现塑性压溃的临界压力值不断降低;管道外径的增大,降低了同一后挖沟深度下发生屈曲失效的压力值。最后,在后挖沟深度与外部静水压力组成的区域内,建立屈曲失效临界关系曲线,并划分出工作区和压溃区,为深海管道后挖沟埋管的施工提供工程参考。  相似文献   

KK型管节点应力集中系数几何敏感性分析     

林海花  孙承猛  石强 《海洋工程》2020,38(6):142-150

KK型管节点是自升式平台桁架式桩腿中的一种管节点，其应力集中系数是影响桩腿疲劳寿命的重要参数。应力集中系数与管节点的几何形式密切相关，为分析KK型管节点应力集中系数对几何参数的敏感性，利用ANSYS软件对某KK型管节点进行几何参数化建模，利用有限元数值模拟方法对各工况下的热点应力进行分析，并分别计算各相应工况下的名义应力，然后将热点应力与名义应力相比得到不同几何参数下的热点应力集中系数。对计算结果进行整理分析，得到了KK型管节点应力集中系数对无量纲几何参数的敏感性规律。结果表明，应力集中系数与撑杆受力状态、管节点结构形式有关，在满足结构布置、建造工艺和其他安全性指标的前提下，分析结果能够为KK型管节点的结构设计和疲劳分析提供技术支撑。  相似文献   

Analysis of resistance factors for LRFD of soil nail pullout limit state using default FHWA load and resistance models     

Hui Hu 《Marine Georesources & Geotechnology》2020,38(3):332-348

Abstract

Resistance factors for load and resistance factor design (LRFD) of pullout limit state of both permanent and temporary soil nails are calibrated against a wide design space using the current Federal Highway Administration (FHWA) nail load and resistance models. The calculated resistance factors were shown to scatter broadly among design scenarios that differ in wall face batter, soil friction angle, nail ultimate bond strength, and surcharge live load. An important lesson learned from the analysis results is that the current practice of using a single resistance factor for LRFD of nail pullout limit state could not result in uniform reliabilities across different design scenarios. Simple artificial neural network (ANN) models were developed for computation of resistance factors. Design examples demonstrated the ability of the ANN models in providing resistance factors that yield satisfactory and consistent reliabilities in different nail pullout designs.  相似文献   

复杂载荷作用下立管触地段损伤管道的动力响应     

代云云  周晶  李志刚 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,(1):145-153

触地段(Touchdown zone, TDZ)是在役钢悬链线立管(Steel catenary riser, SCR)的关键部位,在复杂载荷作用下,极易形成损伤缺陷,其载荷寿命的评估是深海结构工程中的一个关键问题。本文以大型有限元软件ABAQUS为平台,运用损伤管道实体单元与土弹簧阻尼单元相互作用的模型模拟触地段损伤海底管道在复杂载荷作用下的动力响应,数值计算考虑了管-土相互作用过程中的材料非线性、几何非线性以及接触非线性。讨论了单一环向体积损伤位于触地段管道的不同位置时,触地段损伤管道在不同载荷作用下的动力特性及特征点的动力响应。结果表明,管道所受内外压力以及管道提升端的竖向位移载荷会影响结构的自振频率;体积损伤部位的动力响应较完好部位更剧烈;体积损伤的位置和动力载荷频率对管道动力放大系数的影响很大;当动力载荷的激励频率越接近结构基频时,损伤管道的动力响应及动力放大系数越大。  相似文献   

Effect of wave nonlinearity on fatigue damage and extreme responses of a semi-submersible floating wind turbine     

《Applied Ocean Research》2019

Floating wind turbine has been the highlight in offshore wind industry lately. There has been great effort on developing highly sophisticated numerical model to better understand its hydrodynamic behaviour. A engineering-practical method to study the nonlinear wave effects on floating wind turbine has been recently developed. Based on the method established, the focus of this paper is to quantify the wave nonlinearity effect due to nonlinear wave kinematics by comparing the structural responses of floating wind turbine when exposed to irregular linear Airy wave and fully nonlinear wave. Critical responses and fatigue damage are studied in operational conditions and short-term extreme values are predicted in extreme conditions respectively. In the operational condition, wind effects are dominating the mean value and standard deviation of most responses except floater heave motion. The fatigue damage at the tower base is dominated by wind effects. The fatigue damage for the mooring line is more influenced by wind effects for conditions with small wave and wave effects for conditions with large wave. The wave nonlinearity effect becomes significant for surge and mooring line tension for large waves while floater heave, pitch motion, tower base bending moment and pontoon axial force are less sensitive to the nonlinear wave effect. In the extreme condition, linear wave theory underestimates wave elevation, floater surge motion and mooring line tension compared with fully nonlinear wave theory while quite close results are predicted for other responses.  相似文献   

An ensemble approach for the analysis of extreme rainfall under climate change in Naples (Italy)     

Roberta Padulano  Alfredo Reder  Guido Rianna 《水文研究》2019,33(14):2020-2036

In the present paper, an ensemble approach is proposed to estimate possible modifications caused by climate changes in the extreme precipitation regime, with the rain gauge Napoli Servizio Idrografico (Naples, Italy) chosen as test case. The proposed research, focused on the analysis of extremes on the basis of climate model simulations and rainfall observations, is structured in several consecutive steps. In the first step, all the dynamically downscaled EURO‐CORDEX simulations at about 12 km horizontal resolution are collected for the current period 1971–2000 and the future period 2071–2100, for the RCP4.5 and the RCP8.5 concentration scenarios. In the second step, the significance of climate change effects on extreme precipitation is statistically tested by comparing current and future simulated data and bias‐correction is performed by means of a novel approach based on a combination of simple delta change and quantile delta mapping, in compliance with the storm index method. In the third step, two different ensemble models are proposed, accounting for the variabilities given by the use of different climate models and for their hindcast performances. Finally, the ensemble models are used to build novel intensity–duration–frequency curves, and their effects on the early warning system thresholds for the area of interest are evaluated.  相似文献   

中国重点产业创新产出时空分异及影响因素     

王彬燕  王士君  田俊峰  浩飞龙 《地理研究》2019,38(2):259-272

采用Mann-Kendall、Theil指数、空间马尔科夫链等方法,对1994-2014年中国十大重点产业创新产出时空演化进行分析,并对创新发展空间分异成因进行了探讨。研究表明：① 研究期内,中国重点产业创新产出分为两个时段,成果呈指数型增长;② 创新产出差异先增后减,东、中、西、东北板块间差异小于板块内部,创新产出发展呈现出传染扩散与等级扩散的双重特征;③ 邻域环境影响创新发展,创新产出水平发生类型转移的单元集中在东、中部地区,且活跃度不断提升;④ 经济社会与政策条件、高等教育基础条件对重点产业创新发展有明显的正向驱动作用,而工业化程度影响微弱,未来加强对高等教育基础与智力资本的投入可进一步增强重点产业创新发展竞争力。  相似文献   

基于DEA-TOBIT模型的我国港口业 上市公司经营效率研究          下载免费PDF全文

郭鹏  温艳萍 《海洋开发与管理》2019,36(1):107-113

文章利用DEA-TOBIT两阶段法,对我国17家港口业上市公司2011—2016年经营效率及影响因素进行了测算和分析,并运用Malmquist指数对我国港口业上市公司的经营效率变化进行动态分析。研究结果表明:从静态效率分析,17家港口上市公司综合效率值相对较高,但维持在产出不变的情况下,港口公司投入仍有相对的节能空间;从动态效率上看,在研究期内17家港口上市公司的全要素生产率总体呈下降趋势,技术水平下降和规模效率的降低是造成全要素生产率降低的主要原因;从效率影响因素研究来看,总资产周转率、资产收益率、股权集中度和上市时间与港口经营效率呈正相关,企业的资产负债率对港口经营效率呈负向影响,企业的规模大小对港口经营效率的影响不明显。最后,根据实证结果,提出了科学合理的融资渠道组合,提高港口企业资产周转率;不断提升企业自身管理水平,科学控制企业规模;积极把握时代发展需求,加大企业技术创新,实现港口创新型驱动发展;大力建设港口组合,合作共享,协调发展等对策建议。  相似文献   

考虑洞室岩体应力型破坏特征的局部地应力反演方法及应用     

裴书锋  赵金帅  于怀昌  刘国锋  夏跃林  张頔  徐进鹏 《岩土力学》2020,41(12):4093-4104

介绍了一种考虑地下洞室片帮、钻孔剥落等岩体应力型破坏特征为信息源，通过数值模拟智能反演方法预测高应力大型地下洞室群围岩局部应力场的新思路。该方法将地下洞室群片帮、钻孔剥落等应力型破坏的位置、深度或者宽度进行定量描述，以弹性模型计算获得的常偏应力大于岩体启裂强度的范围来表示应力型破坏范围，通过分析实测地应力数据约束部分地应力数量，然后采用智能数值反演方法得到其他的地应力分量。采用该方法预测了白鹤滩水电站右岸地下厂房0+76断面附近围岩地应力场，反演获得最大主应力在34 MPa左右。通过其他部位岩体破裂的数值模拟和观测结果对比，验证了地应力场预测的合理性。  相似文献   

川藏铁路交通廊道地质调查工程主要进展与成果     

郭长宝  王保弟  刘建康  涂杰楠  张永双  马剑飞  铁永波  韩冰  马鑫  刘峰  李雪  孟文  钟宁  杨志华  吴瑞安 《中国地质调查》2020,7(6):1-12

川藏铁路是我国正在规划建设的重点工程,由于其位于地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部,在铁路规划建设中面临一系列迫切需要解决的关键地质问题: 区域性活动断裂与断错影响、地质灾害、高地应力及其引起的岩爆和大变形、高温热害、断裂带高压水与涌水突泥、高陡边坡稳定性等。为满足技术支撑川藏铁路规划建设、精准服务国家重大战略实施的需要,中国地质调查局部署了“川藏铁路交通廊道地质调查工程”,聚焦制约川藏铁路规划建设的关键问题,充分发挥地质调查工作对国家重大工程规划建设的支撑作用。2019年主要完成铁路沿线1:5万区域地质调查1 350 km²、1:5万地质灾害调查5 000 km²,建设6口大地热流地质参数井、8个地温监测站,完成地应力测量20孔,编制完成11份地质调查专报,提出的大渡河大桥段、理塘车站段、毛垭坝盆地段等线路优化建议/防灾建议被采纳; 首次将1:5 000大比例尺航空物探技术引入复杂山地铁路工程勘察,创新形成千米级超长水平钻孔定向取心钻进技术,实现500 m深的水平孔地应力测量突破等。该工程通过2019年调查研究,全力提升了铁路沿线地质调查程度与精度,并创新了复杂艰险山区重大工程地质问题与探测技术、地质灾害风险防控理论与减灾关键技术,有效支撑服务了川藏铁路规划建设。  相似文献