海洋平台优化设计的研究进展

结构优化是结构设计理论的重要发展,随着“十五”渤海大油田勘探开发战略的实施,结构优化技术将在新型抗冰振平台设计中发挥重要作用。从静力优化设计、动力优化设计、基于可靠度优化设计、全寿命优化设计四个方面论述了海洋平台结构优化设计的研究现状,并展望了海洋平台优化设计的研究前景。     

沿海砼结构耐久性问题研究现状与对策

混凝土耐久性能不良引起的适用性、安全性问题以及由此引发的环境、能源、经济问题在全球范围内已引起广泛的关注.而沿海城市经济的飞速发展和大规模的开发海洋资源使得混凝土结构面临严峻的海洋环境的挑战.因此,了解沿海混凝土结构耐久性问题的研究现状与对策具有十分重要的现实意义.综合分析了沿海砼结构性能退化的原因及解决办法并在此基础上指出进一步研究的可能方向.     

宁波舟山港主通道混凝土结构耐久性评估与维护技术

系统阐述宁波舟山港主通道跨海工程混凝土结构耐久性评估与维护技术。首先介绍宁波舟山港主通道工程概况及100年使用年限的总体要求;确定耐久性极限状态为海洋氯离子侵入引起的钢筋表面脱钝。针对此极限状态,建立了氯离子侵入过程的耐久性评估模型,确定了不同暴露条件下模型参数的统计规律;根据混凝土保护层厚度的现场实测数据和修正的暴露条件下氯离子扩散系数,对模型参数进行了更新;考虑施工阶段混凝土构件的耐久性附加措施,以某标段非通航孔桥为例,使用全概率方法计算了各类混凝土桥梁构件的失效概率和可靠指标;最终在混凝土构件耐久性评估的基础上,提出了某标段非通航孔桥各类混凝土构件的基本维护制度和维护周期。     

台风作用下海上风机基础结构安全评价

海上风机结构在运营期内可能面临极端风浪、地震等荷载作用。因此,极端工况作用下海上风机局部和整体结构反应将成为结构设计以及安全评价的重要参数。采用半整体方法,以桩基泥面最大位移、结构杆件极端承载力以及桩基抗压、抗拔承载力为判定指标,基于塑性可靠度理论,系统研究台风条件下运营期内海上风机基础结构可靠度指标变化规律,得出潜在的基础结构失效模式及相应判定指标。由研究可得,台风条件下运营期内海上风机基础结构各可靠度将显著受到基础冲刷、海生物生长和结构腐蚀的影响,并且结构失效模式将由单一模式破坏发展为多种模式联合失效。     

船体结构腐蚀检测规划的成本及效益分析

建立了基于风险的船体结构腐蚀优化检测规划的成本-效益分析模型。以费效比作为选择最优检测策略的标准,最优的检测策略是在保证结构设计工作寿命期内的可靠指标大于最低可靠指标的基础上,使得结构生命周期内总的费效比最大。在此基础上,以受点腐蚀损伤的船体构件为例,对其检测策略进行了成本-效益评估,并对计算结果进行了敏感性分析。结果表明,基于风险的成本及效益分析方法可以将检测规划的经济性和可靠性有效地结合起来,能够在风险与成本之间达到一种平衡,它在优化检测策略时是有效的。     

基于广义扩散方程海工混凝土结构耐久寿命概率评估方法

针对国内现有的氯离子侵蚀寿命预测模型存在的问题,提出了基于广义扩散方程(GDF)的海洋环境下混凝土结构耐久寿命预测的概率方法.以某海上混凝土工程原位取粉测试及室内快速试验为手段,获得不同环境分区的时变模型参数统计值.采用随机抽样方法,实现结构各部位混凝土使用寿命的概率预测.通过对模型参数的敏感性分析讨论了该模型的优点.最后,提出了周期性检测,不断更新模型参数的动态寿命评估思路.     

海上退役平台改作鱼礁体的稳定性及流场效应研究

海洋油气平台在达到作业寿命后必须进行废弃处置,将海上退役平台改作人工鱼礁投放,对优化渔业资源、促进海洋经济持续发展具有重要意义。基于平台拆卸结构,共制作了箱状、管状、柱状、网状4种典型鱼礁实物模型,通过室内模拟试验和数值模拟研究,分析了不同鱼礁类型单体的稳定性和流场效应。结果表明：开口率0.1至0.8的箱状礁的稳定性均能满足要求,但开口率高于0.6的箱状礁难以形成连续的背涡流区域,设计时应使开口率低于0.6;管状礁应选择堆叠放置方式投放,且堆叠层数与稳定性和流场造成能力均呈正相关,在设计时尽量提高管状礁的堆叠层数;柱状礁设计时应尽量降低其重心,并减小迎流投影面的中空面积投放;基于平台的钻井架、火炬臂、栈桥设计的3种网状礁,均满足礁体稳定条件,且均能形成大范围的背涡流区域,可作为人工鱼礁投放。研究成果为平台造礁礁体结构设计提供了理论依据与实践基础,对海上退役平台的废弃处置具有一定的参考价值。     

冰激直立腿海洋平台疲劳寿命分析

由于渤海特殊环境条件与油藏分布决定了该海域导管架油气平台属于典型的柔性抗冰结构。多年现场观测发现,该类结构存在显著的冰激振动现象。冰振不仅能激起较大的甲板加速度响应,还会引起明显的导管架管节点交变应力。在结构设计与安全保障中进行疲劳分析及寿命估计是必要的。对于直立腿抗冰结构,精确的冰激疲劳寿命计算方法还不成熟。基于多年的现场监测,首先分析了冰与直立腿抗冰结构相互作用过程;其次,提出了冰激直立腿平台的疲劳寿命分析流程;最后,选取渤海某典型直立腿平台,利用ANSYS数值模拟,对比了稳态冰力和随机冰力下结构的疲劳损伤,进而计算出疲劳寿命。本研究为寒区柔性结构抗冰设计与安全保障提供了理论基础。     

软刚臂上铰节点疲劳失效分析和现场监测方案设计

海洋环境荷载非平稳性、时变性等特点为海洋工程结构设计带来挑战。海洋工程结构设计的不准确性可导致其真实服役时间低于自身设计寿命。针对塔架软刚臂系泊系统上铰节点服役过程中出现的疲劳磨损问题,发展出一种基于原型监测技术的铰节点疲劳寿命实时预估方法。通过开展有限元模拟,建立系泊腿在指定摆动角度下摩擦系数和热点区域应力分布的对应关系,提出了软刚臂上铰节点的原型监测方案。结合不同摩擦系数对铰节点接触面损伤行为的影响,提出了软刚臂主铰结构疲劳寿命计算评估方法,能够实现铰节点疲劳的完整性分析。     

深水半潜式钻井平台节点疲劳寿命谱分析研究

以某新型深水半潜式钻井平台为目标平台,归纳基于全概率谱分析法的结构节点疲劳寿命直接计算的基本步骤,建立以SESAM软件包为依托的分析流程,并就板厚修正等几个细节问题的处理进行说明.对平台八个关键节点的疲劳寿命评估结果表明平台的疲劳强度能够满足设计寿命要求,同时证明所提出的疲劳分析流程是可行的.     

Evaluation of the ecological effects of heavy metals on the assemblages of benthic foraminifera of the canals of Aveiro (Portugal)

Aveiro is a town with 80,000 inhabitants situated in the central west coast of Portugal. It is located at the centre of the Ria de Aveiro, a coastal lagoon that functions as a multi-estuarine area. This town is crossed by several canals which are connected with lagoon channels through canal locks. The operation of the canal locks influences the hydro dynamism in Aveiro's canal and this and other human activities have left a sedimentary record. The study of these records was based on the sediments grain size and composition, mineralogy (by XRD techniques), geochemical (by ICP-MS), total organic carbon (TOC), and microfaunal (benthic foraminifera) content in 15 grab-samples collected in 2006 in Aveiro's canal. The total elemental concentrations evaluated by total digestion of the sediment fraction <2000 μm revealed the presence of “hot spots” of pollution caused by heavy metal contaminants in some Aveiro canals, related to legacies of past industrial activities. These “hot spots” have, for instance, higher available concentrations of Al, Cd, Co, Cu, Fe, Pb, Mn and Zn (evaluated by sequential chemical extractions) and are located in Paraíso, Alboi, Botirões and Cojo Canals, at sites where the sediments are finer and richer in TOC. Abiotic and biotic variables submitted to principal component analysis and cluster analysis highlights the hydrodynamics and human effects on the system and the negative influence of pollutants on the benthic organisms (foraminifera).     

我国主要湖泊富营养化程度的评价

根据我国２４个有代表性湖泊的１９８７－１９８８年调查资料，选择Ｃｈｌａ，Ｔｎ，ＴＰ，ＣＯＤＭｎ，ＳＤ作为评价参数，采用综合评分指数法，对湖泊富营养化程度进行了初步评价。结果表明，所调查的２４个湖泊中，富营养湖泊１６个，占调查总数的６６．６％；中富营养湖泊４个，占１６．７％；中营养湖泊４个，占１６．７％；贫营养湖泊为零。与国外湖泊相比较，主要评价参数Ｃｈｌａ，ＴＮ，ＴＰ的数值普遍较高，富营养湖泊的比     

象山港海岸带景观格局演化

海岸带景观格局演化分析对于理解人类活动与景观格局演化之间的关系,促进沿海地区的可持续发展具有重要意义。以1990、2000和2010年3期TM遥感影像为主要数据源,利用3S技术,分析了象山港海岸带景观类型及格局演化特征。结果表明:(1)20 a来林地、海域以及耕地面积下降,建设用地、水域、养殖用地及未利用地面积增加,滩涂面积先增加后减少。(2)斑块数量、斑块密度不断增加,平均斑块面积不断下降,斑块的边界密度和形态指数不断增加,景观的多样性指数和均匀度不断增加,景观异质性不断增强。(3)整体动态度呈现出上升趋势,人类开发利用活动力度的加大导致象山港海岸带景观变化更为频繁。(4)人文和自然因子的双重驱动,导致了象山港海岸带景观格局的演化。     

皱纹盘鲍排氨率变化特征及代谢产物对水质的影响研究

为研究不同规格皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai Ino)的排氨率变化特征和代谢产物对养殖水质的影响,于鲍摄食后的3、6、9、12、18、24 h时取水样对主要水质因子的变化情况进行测定,并根据总氨氮(TAN)浓度计算各规格组鲍的排氨率。实验结果表明,随着鲍体质量的增加,TAN浓度也随之增加(P0.05),大规格组和小规格组中TAN浓度均在9 h时出现第一个波峰。大、中、小规格组鲍的单位体质量排氨率最大值依次为16.79、29.96、48.56μg/(g·h)。且小规格组鲍的排氨率显著高于大、中等规格组(P0.05),各规格组中的NO_2~–-N和PO_4~(3–_-P浓度均在24 h时达到最大值,且除0 h外,大规格组中的NO_2~–-N和PO43–-P浓度均显著高于中、小规格组(P0.05)。9 h时,大规格组中的NO_3~–-N浓度达到最大值,而中等规格组则在24 h时达到最大值。18 h时,中等规格和小规格组COD均达到最大值,而大规格组则是在24 h时浓度达到最大。因此,基于皱纹盘鲍的排氨率变化特征和TAN等在水体中的累积情况,可以预测水质变化规律并根据实际情况及时采取换水等相关操作,对促进养殖生物健康生长、降低病害发生风险、提高养殖效益等均有借鉴意义。     

低氧胁迫对军曹鱼幼鱼生长、血清生化和非特异性免疫指标的影响

为了研究低氧胁迫对军曹鱼幼鱼生长、血清生化和非特异性免疫指标的影响,将体重为(50.44±2.78)g的军曹鱼幼鱼在(3.15±0.21)mg/L的低氧环境下养殖4周,分别在第1天、第7天、第14天、第28天取样并进行相关指标的测定.结果表明,在低氧胁迫过程中:(1)军曹鱼幼鱼生长受到低氧的抑制,增重率和特定生长率显著...     

琼东南盆地深水区中央峡谷油气指标的多重分形性分析

不同形态的多重分形频谱可用于含油气远景评价和油气分布规律的研究,本文运用多重分形矩方法对中央峡谷体系已钻井获得的2 684个数据13项油气指标的多重分形谱函数形态特征进行了研究。结果表明,琼东南盆地深水区中具有较强多重分形特征的指标,具有多重分形谱函数宽而连续的特征,成一右偏弧形状;而其他指标则显示较弱或单一分形特征。将这一结果与常用的统计方法因子分析结果做对比,结果表明,通过多重分形分析对这几项油气指标的分组结果与常规的统计分析结果基本吻合。为更进一步探究这几种主要油气指标在油气指示中的权重,采用主成分分析法对这几种指标进行分析,结果表明在琼东南盆地深水区,异丁烷、正丁烷、异戊烷为圈定油气远景区的重要指标。     

山东南部沿海冬季小型底栖生物的初步研究

利用统计法、经验模型和多元聚类分析法和数学分析软件对2006年12月908项目冬季航次山东南部海域(36°15′—36°45′N,120°45′—122°00′E)小型底栖生物调查所获得的数据进行分析,获得该调查海域冬季小型底栖生物的平均丰度为(657.43±214.60)ind/10cm2,平均生物量为(847.15±427.63)μgdwt/10cm2,平均生产量为(7624.32±3848.64)μgdwt/(10cm2·a-1);还对N/C、Simpson优势度指数、Margalef多样性指数、Pielou均匀度指数和香农-威纳指数进行了计算。与2006年8月908项目夏季航次同一海域调查数据进行了比较,得到小型底栖生物的平均丰度及其优势类群线虫丰度冬季明显低于夏季,而生物量和类群多样性与夏季相当。同时,依据丰度指标对山东南部研究海域进行了初步的生态学划分,呈现出较明显的地域性。     

东海1999年夏、冬上层水团的温、盐分布及其与历史平均状况的比较

通过综合分析有关文献资料,提出了东海表层各个水团的温、盐指标并把它们分成3个水系(沿岸水系、混合水系和黑潮水系)。把1999年7月和2000年2月的观测结果与历史(1907~1986年的7月和2月)平均值比较后发现:1999年7月,东海表层水团及台湾暖流北上势力弱于历史平均状况,但它们朝东北方向推进;长江冲淡水的外侧部分在济州岛西南具有朝东南方向伸展的特征。2000年2月,黑潮入侵势力强于历史平均状况;黄海水团入侵东海的势力不大;与10~14℃等温线组成的浙江沿岸温度锋相对应,盐度锋不明显。根据东海各水团的温、盐判别数据,将实测资料和历史平均值资料进行对比,可判别各水团的分布和变化特征。     

南极普里兹湾及其邻近海域水团研究

普里兹湾及其邻近海域是中国南大洋调查研究的传统优势海域与重点区域。围绕夏季表层水、冬季水、陆架水、绕极深层水、南极底层水、普里兹湾底层水、冰架水等研究海区主要水团的特征和分布,总结了前人在南极普里兹湾及其邻近海域基于调查资料开展的水团研究中所取得的成果。研究表明,前人在对陆架水的示性指标界定上,将陆架水是否区分为高盐陆架水和低盐陆架水存在较大争议,在高盐陆架水和普里兹湾底层水的定义上存在重叠;目前尚没有证据表明绕极深层水向南可以伸展到普里兹湾的陆架区域,也没有发现在普里兹湾附近海域生成南极底层水的直接证据。     

急性热应激对大菱鲆血液生化指标的影响

为探讨大菱鲆(Scophthalmusmaximus)大规格幼鱼热耐受性和热应激过程中敏感指标的变化,本研究设定18℃、21℃、24℃和27℃4个温度梯度,采用1℃/h的升温速率,对驯化温度为18±1℃的苗种进行96 h急性胁迫实验,统计各温度组96 h成活率和测定血浆部分生化指标的变化情况。结果表明,在pH 7.85、盐度29.5和溶解氧高于6.5 mg/L的环境条件下,平均体质量183.65±15.99 g的大菱鲆幼鱼96h高起始致死温度(UILT50)为28.05℃;温度和胁迫时间对血浆肾上腺素(EPI)、皮质醇(Cortisol)、血糖(GLU)、还原型谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和碱性磷酸酶(AKP)含量/活性都存在显著影响,除GSH外,温度和胁迫时间存在显著的交互影响作用;热应激组血浆EPI含量随胁迫时间延长呈逐渐上升趋势,同一胁迫时间以21℃组含量最高;热应激组Cortisol含量的响应时间随温度升高相应提前、随胁迫时间呈先升后降的趋势,均在48 h达最高值; 24℃和27℃组GLU含量随胁迫时间呈先升后降趋势,胁迫3h～6h即达最高值,上升幅度与温度正相关,21℃组则呈逐渐升高的趋势;热应激组GSH含量和SOD活性仅在胁迫初期(0 h～3 h)与对照组存在显著差异;热应激组AKP活性处理12 h显著低于对照组, 48 h后则显著高于对照组,且升高幅度与温度呈正相关。