魚雷錨斜向貫入機理和抗拔承載特性研究

《魚雷錨斜向貫入機理和抗拔承載特性研究》是依託重慶大學，由易江濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：魚雷錨斜向貫入機理和抗拔承載特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：易江濤
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

我國正加快南海深水油氣資源開發步伐，海洋石油平台的深水錨泊技術是深水油氣資源勘探開發所需關鍵技術之一。魚雷錨是一種新型海洋深水錨基礎。它具有安裝簡單快速、經濟性好、錨泊性能佳、不易受水深限制等優勢，非常適合用於各種浮式海洋石油平台的深水系泊。目前國內外針對豎向貫入魚雷錨的研究正逐漸開展，而關於斜向貫入魚雷錨的研究仍很匱乏。本項目針對斜向貫入魚雷錨，採用小尺度物理模型試驗、大變形有限元模擬和理論分析計算相結合的方法，開展貫入機理和抗拔承載特性的研究。通過系統研究揭示斜向貫入魚雷錨貫入機理和失效模式；探尋斜向貫入魚雷錨貫入深度和承載力的關鍵影響因素和影響規律；建立斜向貫入魚雷錨貫入深度和承載力的科學計算方法。項目預期研究成果將有助於完善魚雷錨設計計算方法，促進我國海洋深水錨泊技術進一步發展，為我國南海油氣資源開發提供技術支持或技術儲備。

結題摘要

魚雷錨是一種新型海洋深水錨基礎。它具有安裝簡單快速、經濟性好、錨泊性能佳、不易受水深限制等優勢，非常適合用於各種浮式海洋石油平台的深水系泊。本項目針對斜向貫入魚雷錨的貫入和拉拔機理機制、貫入深度和拉拔承載力計算方法、魚雷錨小比尺模型試驗的試驗誤差、細顆粒海洋軟土抗剪強度的率效應等多個相關科學問題開展了深入研究。研究手段包括物理模型試驗、大變形有限元模擬、理論分析計算。研究結果表明斜向貫入魚雷錨的貫入機理機制與豎向錨相似，貫入深度的關鍵影響因素包括錨初始貫入速度、土體強度和率效應參數、錨幾何形狀、錨重、錨土界面摩擦係數等；斜向魚雷錨拉拔機理機制與豎向錨存在明顯不同，關鍵影響因素包括拉拔平面夾角、平面內拉拔角、錨傾斜角、錨幾何形狀、錨土界面摩擦係數等。本研究項目針對斜向錨貫入深度和拉拔承載力提出了科學計算方法，為我國海洋深水錨泊技術發展和魚雷錨設計最佳化提供了有益科學依據。同時，本項目還針對魚雷錨小比尺模型試驗存在的試驗誤差開展了深入分析，闡明了誤差產生的原因、量化了誤差的大小、提出了控制誤差的有效手段。此外，針對魚雷錨貫入過程中細顆粒海洋軟土抗剪強度的率效應問題，也開展了深入探討，提出了一種具有率效應擴展的修正劍橋模型。截止項目結題日期，依託本項目已發表和待刊SCI論文數目已達6篇，大幅超過了原定目標。