圆筒型FPSO优化设计与水动力性能分析     

赵治民  李焱  唐友刚  何鑫  童波 《海洋工程》2020,38(1):11-19

针对圆筒型海上储油装置FPSO垂荡运动性能较差、无法安装干式井口的问题,设计了带延伸筒体与矩形阻尼结构的圆筒型FPSO,根据延伸筒体与矩形阻尼结构是否通海分为两种型式。建立水动力计算模型,比较分析不同延伸筒体和阻尼结构型式对FPSO水动力性能的影响。针对南海作业海域,设计了悬链式系泊系统,基于JONSWAP波浪谱对FPSO的运动进行时域预报,并对系泊系统进行校核。分析结果表明:通海型FPSO垂荡固有周期显著提升,可以错开南海百年一遇谱峰周期,通海型FPSO满足钻井、安装干式井口的运动响应要求,系泊系统系缆张力满足规范要求。  相似文献   

Perennial frost blisters of the outer Mackenzie Delta,western Arctic coast,Canada          下载免费PDF全文

Peter D. Morse  Christopher R. Burn 《地球表面变化过程与地形》2014,39(2):200-213

Saturated floodplains in Arctic deltas provide conditions favourable for frost mound growth. Little work has been reported from these settings to determine the origin of frost mounds and the controls on their distribution, to assess the longevity of individual mounds, or to quantify variation of mound distribution over time. A case study is presented on low mounds in low‐centred syngenetic ice‐wedge polygons of Big Lake Delta Plain, outer Mackenzie Delta. In 2008 and 2009, 12 mounds were examined by drilling to describe their morphologic variations and to investigate their growth processes. The mounds, containing a core of ice 15 to 58 cm thick, were less than 1 m high and 3 · 7 to 8 · 5 m in diameter; other mounds were over 10 m long. Organic inclusions in the ice, bubble densities, electrical conductivity profiles, and ice‐crystal structure indicated that the mounds were hydrostatic frost blisters. Up to six frost blisters were found within individual polygons due to the relatively small volume of water needed to create each mound. Frost‐blister densities, of greater than 1700 km^–2, increased toward the wet centres of alluvial islands down gentle topographic gradients. The frost blisters were perennial, with individuals remaining identifiable on aerial photographs and satellite images for up to 10 years. Frost blisters collapsed along dilation cracks opened by hydrostatic uplift and by thawing from their sides caused by snow drifting and water ponding. Cyclical growth and decay of the mounds may degrade the visible polygonal network over time. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

季冻土区临水内、外拱护墙结构冻胀特征分析及治理     

孙洪伟  翟利杰  任望忠  傅汝进 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(6):1833-1843

为厘清季冻土区临水内、外拱护墙结构冻胀平位移冻害机理，测试隔离层防冻害装置的有效性，在20101110-20110531、20131110-20140531、20171110-20180531三个观测年内，以长春某湖泊临水内、外拱护墙结构为研究对象，选择内、外拱护墙结构和设隔离层防冻害装置的试验内拱护墙结构三者相对比，用钢尺量距法观测三者寒期的平位移状态。结果表明：内拱护墙结构出现倾斜、裂缝导致的内向冻胀平位移冻害，其内向平位移曲线随气温均呈"半驼峰型"，对应观测年持续降温-持续低温-持续升温-正温时段，内向冻胀平位移呈减小-增大-减小-稳定残余的位移运动，诱因是平冻胀应力的生成-增长-减弱-消失作用；外拱护墙结构出现较小的外向冻胀平位移，外向冻胀平位移曲线均呈"波浪型"，无冻害发生，冰凸拱平冻胀应力推动外拱护墙结构压缩冻土凹拱形成外向冻胀平位移，冻土凹拱限制了外向冻胀平位移发展；设隔离层防冻害装置的试验内拱护墙结构未发生平位移冻害，其内向冻胀平位移较自然冻胀的内拱护墙结构减小83.92%，较外拱护墙结构减小51.74%，表明隔离层防冻害装置防治冻胀平位移冻害有效。  相似文献   

开放系统下硫酸钠盐对土体冻胀的影响     

邴慧  何平  杨成松  施烨辉 《冰川冻土》2006,28(1):126-130

易溶盐在土中的存在及其在冻结过程中的重新分布对土体的冻结过程有重要影响.在开放系统单向冻结条件下,对青藏铁路沿线粉质红粘土进行了冻结试验.结果表明:随着冷能的持续传递,硫酸钠盐和水分向温度较低处迁移,土体0℃曲线持续降低;但基于测定的含盐土大量冻结温度的基础上,对土体冻深的研究发现,在开放单向冻结条件下土体冻深随着水盐迁移进程的发展而减小,造成与补蒸馏水的土体相比,土体的冻胀较小.同时,利用冻深发展曲线和硫酸钠水溶液相图及溶解度曲线,对土柱中的冻胀和盐胀分别进行了计算,结果认为:土体变形主要是由冻胀引起,硫酸钠结晶膨胀只发生在未冻土段,这与试验结束后对土体冻土段和未冻土段的干密度分层测定的试验结果相一致.  相似文献   

硫酸(亚硫酸)盐渍土单次盐胀和冻胀发育规律研究     

王俊臣  李劲松  王常明 《吉林大学学报(地球科学版)》2006,36(3):410-416

对盐胀和冻胀规律的研究有助于深入认识硫酸(亚硫酸)盐渍土的工程性质。通过对天山北麓水磨河流域细土平原区硫酸(亚硫酸)盐渍土盐胀和冻胀试验研究发现:(1)随着温度的降低,试样盐胀和冻胀率逐渐增大。试样冻结前土体产生的膨胀是盐胀,试样冻结后产生的膨胀是盐胀和冻胀,当土体达到-15℃以后,土体盐胀和冻胀趋于稳定。(2)硫酸钠含量不变的情况下,随着含水量的增大,其起胀温度降低。土体起胀温度取决于土体中硫酸钠析水结晶温度、硫酸钠结晶含量的多少、土体结构、内摩阻力、粘聚力、土颗粒间的引力、土体孔隙间和孔隙接触间吸收结晶硫酸钠的程度。(3)硫酸钠含量增加,其单次盐胀和冻胀率变化区间增大。  相似文献   

多年冻土区输油管道-管周冻土热力相互作用研究进展     

王飞  李国玉  马巍 《冰川冻土》2022,44(1):217-228

冻土区管道工程建设面临冻土工程特性及相关地质问题的严重挑战,开展管道-冻土相互作用研究对于解决管道稳定性问题具有重要的实际指导意义。综述国内外输油管道-冻土热力相互作用研究进展发现,目前研究集中在特定（定值或周期变化）油温下管周土温度场的定量描述以及差异冻胀/融沉下交界面处管道力学响应规律的解耦分析,缺乏完整时空序列的现场综合观测与管土界面特性及其动态演化研究。对管道防融沉措施进行归纳总结发现,各措施应用效果缺乏管道应力与变形数据的有效支持。应加强管道本身与管道沿线次生冻融灾害监测及相关数据获取,以此为校验开展管土界面特性及演化规律的系统研究,以便构建更为合理的管土接触面单元模型,将其和具有普适性的冻土模型相结合,植入有限元软件提高管土相互作用模型计算可靠性,并建议立足管道变形角度对防融沉措施的工程应用效果予以综合评价。  相似文献   

寒冻风化控制的祁连山风化碎屑的空间分布     

洪洋  耿豪鹏  潘保田 《冰川冻土》2022,44(4):1347-1356

寒冻风化是冰缘地貌区及高寒山区的主要物理风化过程,其提供的风化碎屑物质是该区域崩塌等灾害性地貌过程的主要物质来源。由于寒冻风化对基岩的破碎是由温度控制的累积过程,过去温度变化对地貌演化具有重要意义,但其时间尺度的选取尚需进一步探究。因此本文选取祁连山北部为研究区,通过对比分析风化碎屑的空间分布特征与不同时间尺度温度变化控制的平均寒冻风化强度的空间分布特征,探讨干旱半干旱高寒山区风化碎屑空间分布的主要控制因素。结果显示,万年尺度及十万年尺度平均寒冻风化强度的高值与风化碎屑边界存在较好的空间一致性,祁连山西段万年尺度平均寒冻风化强度的高值与风化碎屑边界的空间相关性优于十万年尺度。本研究同时指出,温度升高导致寒冻风化的作用区向高海拔区域移动,进而产生新的高风险灾害区域。本研究强调寒冻风化对灾害性地貌过程的调控作用,为全球变暖背景下灾害性地貌过程的预测提供了新的思路,可以成为防灾减灾决策的重要参考。  相似文献   

多年冻土区L型挡墙水平冻胀效应计算方法与分析     

董建华  吴晓磊  师利君  于小燕  何鹏飞 《岩土力学》2022,43(4):879-890

针对多年冻土区L型挡墙设计中水平冻胀力计算方法不完善的问题,基于利夫金地基模型及挡墙?土体之间的协同变形原理,分别建立了墙后有无换填土两种情况下的L型挡墙水平冻胀效应计算模型,利用叠加原理及有限差分法对所提出的计算模型进行了求解,并依托MATLAB自行编制了水?热?力耦合分析软件。结合工程实例,应用提出的L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力值分别与现场实测值、修正土压力值、规范经验值及水?热?力耦合软件模拟值进行对比分析,结果表明：提出L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力值与现场实测值及数值模拟值在大体趋势上吻合较好,修正土压力值、规范经验值低估了水平冻胀力对挡墙的作用;相比规范经验值及现场实测值,提出的L型挡墙水平冻胀效应计算方法得到的水平冻胀力沿墙高呈抛物线和梯形两种分布模式,更具有普遍性;通过多场耦合分析可知,所提出L型挡墙水平冻胀效应计算方法与水?热?力耦合方法得到冻胀力趋势相似,表明了计算方法的可行性,可为多年冻土区L型挡墙设计提供一定的理论支持和指导。  相似文献   

InSAR技术在多年冻土区形变监测的应用     

刘世博  赵林  汪凌霄  邹德富  周华云  谢昌卫  乔永平  岳广阳  史健宗 《冰川冻土》2021,43(4):964-975

作为大地测量的一种新兴空间技术,合成孔径雷达干涉（synthetic aperture radar interferometry, InSAR）具有全天时、高精度、大范围和速度快的优点,逐渐被应用于多年冻土区地表形变监测中。通过综述多年冻土形变原理及InSAR监测多年冻土形变的应用实例,研究表明：在气候变暖的背景下,多年冻土区地表年际形变以下沉为主,多年冻土上限附近地下冰含量的大小是影响年际形变量的主要因素;活动层内土壤含水量影响着地表季节形变量的大小,不同类型多年冻土区的地表年际形变量和季节形变量存在着较大的差异。研究还表明,不同波长的SAR产品在不同类型多年冻土区的适用性不同,下垫面特征对利用InSAR获取地表形变量有较大影响,L波段的SAR数据在植被覆盖度较好的区域有更好的效果。由于InSAR的失相干问题,加之目前还缺少长时间、多类型、高频率的实测形变结果作为验证和标校数据,获取准确且连续的大范围形变数据较为困难。针对目前寒区研究需求,布设野外长期观测站点,建立适用于不同多年冻土区的地表形变反演算法,构建具有较高精度和较高时空分辨率的地表形变数据集具有重要的实践和科学意义。  相似文献   

Effects of deforestation and weather on diurnal frost heave processes on the steep mountain slopes in south central Japan          下载免费PDF全文

Kenichi Ueno  Kousei Kurobe  Fumitoshi Imaizumi  Ryoko Nishii 《地球表面变化过程与地形》2015,40(15):2013-2025

Freezing and thawing processes play an important role for the gravitational transport of surface materials on steep mountain slopes in Japan. The effects of deforestation on frost heave activity were observed through the 2012/2013 winter season in Ikawa University Forest, a southern mountainous area in central Japan (1180–1310 m above sea level). During periods without snow cover, needle ice development prevailed at a clear‐cut site, and the downslope sediment movement of upper soil was 10 to 15 cm through the winter season. At a non‐cut site, rise and fall in the ground surface level prevailed on a weekly scale, with no evident downslope movements at the surface; ice lens formation in the soil layer is assumed. Abrupt changes in the radiation budget, such as the strengthening of nighttime radiative cooling and increases in daytime direct insolation, induced frequent development/deformation of needle ice at the clear‐cut site. In snow‐free periods, the day‐to‐day variability in needle ice growth length and in nighttime averaged net radiation showed significant correlations; cloudy weather with warmer and moist air intrusion associated with synoptic disturbances prevented the occurrence of needle ice. Namely, day‐to‐day weather changes directly affected the mass movement of the upper soil after deforestation. Shallow snow cover occurred discontinuously through the winter and is likely an important factor in keeping the soil moisture sufficiently high in the upper soil layer for initiating needle ice during snow‐free periods. We also discuss contributions of coastal extratropical cyclone activities providing both snow cover and cloudy weather in the southern mountain areas of central Japan to the intra‐seasonal variability in frost heave and its indirect effect on soil creep and landslides on the deforested steep slopes. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献