波浪作用下海洋石油井架模态参数识别与承载力评价

提出基于试验模态参数识别和优化算法修改动力有限元模型的海洋石油井架安全承载能力评价方法.推导基于波浪脉动的试验模态参数识别公式,介绍有限元模型动力修正的一阶优化方法.以海洋随机波浪脉动作为激励,对勘探三号海洋石油井架进行了现场模态试验,识别出前二阶固有频率.以此作为有限元模型修正的基础,应用一阶搜索优化算法,对动力有限元模型进行了修正,结果表明:该修正模型比较准确反映了井架目前的结构状态,能够用于进一步的静、动力分析和安全承载能力评价.     

考虑流固耦合时的海洋平台结构非线性动力分析

采用非线性的Morison方程,建立了考虑流固耦合时的海洋平台非线性动力方程及其时程分析方法.以一固定式导管架平台为算例,计算了考虑流固耦合时的海洋平台浪致振动响应,比较了考虑流固耦合和不考虑流固耦合时海洋平台动力响应的差异.算例表明：在较大的波浪条件下,不考虑流固耦合时的计算结果明显小于考虑流固耦合时的计算结果,因此,偏于不安全.分析认为,在极端海况条件下,考虑流固耦合的分析方法更符合实际情况.     

海洋平台结构系统可靠性分析

本文研究了对三维模型的导管架平台结构系统可靠性评估方法。在极值载荷条件下，分别以极限冲剪应力及屈曲临界应力作为管节点及杆件的极限强度，采用增量载荷法建立失效模式安全余量方程。同时研究了求取结构系统主要失效模式的自动算法及计算系统失效概率的方法。作为一个算例，运用作者开发的计算机程序，对一固定式导管架平台进行了可靠性分析，验证了本文方法对开展三维模型平台结构系统可靠性评估是可行的。     

大型全钛海洋资料浮标结构强度有限元分析

为了分析校核全钛海洋资料浮标的整体结构及拖曳强度,本文依据相关标准规范计算了全钛海洋资料浮标作业工况和极限工况下所受的风、浪、砰击载荷,利用有限元方法对全钛海洋资料浮标进行了整体及拖曳强度计算分析。依次分别计算浮标结构为8 mm板厚和6 mm板厚两种方案的应力,并对照《海上浮式装置入级规范（2014）》进行了应力衡准。研究结果表明：无论采用8 mm的板厚还是6 mm的板厚,浮标结构强度及稳定性满足规范要求。在满足强度要求的前提下,使用6 mm板厚方案更具有经济性,也有利于提高浮标的设备承载能力。     

我国首套9000米新型海洋井架试验成功

1月25日,经过半个月严格测试,由宝鸡石油机械有限责任公司自主创新设计研制的我国首套9000米单斜瓶颈式海洋塔形井架,顺利完成了主体井架总装、载荷试验、应力测试、行为公差检查等全部试验,各项主要性能指标均达到设计要求。这标志着宝石机械公司成为国内唯一熟练掌握海洋平台模块钻机研发技术的企业。     

新型海洋平台裙装套筒结构的强度分析

从有限元的基本理论出发，对新型海洋平台裙装套筒结构进行有限元强度分析及计算。通过实例计算可知其强度、安全性、稳性等都满足规范要求，并能详细体现出结构应力和载荷特征，对模型模拟情况良好。     

海洋平台栈桥动力分析

结合海洋平台工程实践,利用有限元计算软件对跨度为50 m的空间钢结构栈桥进行了动力分析和地震反应分析,总结了三种作用状况下构件的内力响应,并进行了大量的计算分析,结果表明:在极限风荷载、自重和活载条件下,结构的最大拉应力发生在下弦跨中背风面;在地震作用下,由于横向弯曲振动的影响,结构上弦和下弦的应力都有不同程度的波动,且下弦的应力波动较大.     

多桩锥体海洋平台结构冰荷载遮蔽效应离散元分析

在海冰与多桩锥体海洋平台结构的相互作用中,平台结构总冰力在海冰流向和桩腿方位的影响下呈现出显著的遮蔽效应。采用具有粘结-破碎效应的离散元方法,基于GPU并行的高性能计算,对不同冰向下锥体海洋平台结构的冰荷载进行了数值分析,确定了不同冰向下平台结构各桩腿的冰力衰减系数并分析了总冰力的遮蔽效应。最后,对自由边界影响下多桩平台结构冰荷载遮蔽效应的产生机理进行了讨论。本文工作可为多桩腿平台结构的冰荷载特性、冰激结构振动以及冰区结构设计提供参考。     

地震与波浪联合作用下海洋平台动力特性分析

主要针对地震与波浪联合作用下空间导管架式海洋平台结构的动力响应特性进行研究。以春晓平台结构为例,利用ANSYS程序进行了动力响应的数值计算,分析中考虑了地震设防烈度、风浪条件及场地土类型等因素对结构响应的影响,并与地震单独作用下的结构响应进行了对比。分析结果表明,抗震设防烈度较低、中等及较大风浪条件下对海洋平台结构进行抗震分析时有必要考虑地震与波浪的联合作用。     

正压冲固平台结构分析中基础边界条件的影响

正压冲固平台是一种采用短桩加固基础的新型海洋采油平台,对于这种新型的平台结构,在结构分析和构件强度校核中必须考虑其有限元模型的基础边界条件处理问题。本文提出了正压冲固平台有限元计算模型中基础边界条件的一种简化方法,将两个水平方向的扭转自由度简化为扭转弹簧边界元,其余自由度简化为固定约束。通过计算分析得到了不同的边界约束刚度系数的取值对平台总体位移和强度校核应力的影响及变化趋势。结论是,平台结构对约束刚度系数K的反应在10^4～10^4之间时比较明显,对K的敏感度最为强烈：在此范围之外,平台反应分别接近于简支约束情况和刚性约束情况。尤其对于接近约束边界的单元,其应力变化最敏感。     

Macro-and Micro-Properties of Two Natural Marine Clays in China

In this paper,macro- and micro- properties of natural marine clay in two different and representative regions of China are investigated in detail.In addition to in-situ tests,soil samples are collected by use of Shelby tubes for laboratory examination in Shanghai and Zhuhai respectively,two coastal cities in China.In the laboratory tests,macro-properties such as consolidation characteristics and undrained shear strength are measured.Moreover,X-ray diffraction test,scanning electron microscope test,and mercury intrusion test are carried out for the investigation of their micro-properties including clay minerals and microstructure.The study shows that:(1) both clays are Holocene series formations,classified as either normal or underconsolidated soils.The initial gradient of the stress-strain curves shows their increase with increasing consolidation pressure;however,the Shanghai and the Zhuhai clays are both structural soils with the latter shown to be more structured than the former.As a result,the Zhuhai clay shows strain softening behavior at low confining pressures,but strain hardening at high pressures.In contrast,the Shanghai clay mainly manifests strain-hardening.(2) An activity ranges from 0.75 to 1.30 for the Shanghai marine clay and from 0.5 to 0.85 for the Zhuhai marine clay.The main clay mineral is illite in the Shanghai clay and kaolinite in the Zhuhai clay.The Zhuhai clay is mainly characterized by a flocculated structure,while the typical Shanghai clay shows a dispersed structure.The porous structure of the Shanghai clay is characterized mainly by large and medium-sized pores,while the Zhuhai clay porous structure is mainly featreed by small and medium-sized pores.The differences in their macro- and micro- properties can he attributed to different sedimentation environments.     

三种蛏不同组织同工酶的比较分析

通过对竹蛏科的缢蛏、细长竹蛏、长竹蛏5种组织(鳃、消化腺、外套膜、足、水管)聚丙烯酰氨垂直板状不连续电泳，研究了醇脱氢酶、苹果酸同工酶、苹果酸脱氢酶、超氧化物歧化酶、异柠檬酸脱氢酶等5种同工酶酶谱。结果表明，三种蛏相应的酶带迁移率组成分布有明显种属差异，三种蛏的种属差异明显大于组织间差异。不同种间的个体其酶谱表型有稳定的差异，这些差异是有关基因表达和调控的差异所造成的。可利用其酶谱表型具有种特异性作为一种蛋白分子标记，应用于竹蛏科物种的鉴定上。     

黏土地基上海洋平台桩靴峰值阻力上限分析

在自升式平台的预压载过程中，桩靴在层状地基上较易发生“穿刺”现象，很大程度上影响着平台的安全运行。准确地分析桩靴峰值阻力，避免平台桩靴发生“穿刺”是非常重要的。采用极限分析上限定理，合理构建运动许可速度场，从理论上推导了层状地基上桩靴峰值阻力的上限解答。为了进一步验证峰值阻力理论解答的准确性，采用ABAQUS有限元软件构建了“桩靴—弹塑性海床”的三维数值模型，对桩靴贯入海床的过程进行了数值模拟，分析桩靴周围土体的塑性变形演变规律，研究土体的破坏机理。研究结果表明：推导的桩靴峰值阻力上限解答，能够较好地计算层状地基极限承载能力，通过与离心机试验和数值结果对比，计算误差在18%以内；给出的运动许可速度场能够较好地反映桩靴周围土体破坏模式；桩靴阻力达到峰值时，下层软土中的土塞高度约为桩靴直径的0.2倍。     

Consolidation Properties and In-Situ Stress of the Marine Clay in Southern Korea

A very soft ground constructed by dredging and hydraulic fill has characteristics such as high water content, high initial void ratio, and very little effective stress. Estimating, with thorough considerations about consolidation properties and the initial stress associated with each layer's distinctive stress history, is essential in order to predict a reasonable consolidation settlement of soft ground. By investigating a construction project for national industrial complexes at a coastal area in southern Korea that experienced reclamation and ground improvement adapting PVD, various laboratory tests to find consolidation properties were performed with undisturbed samples collected from the entire depth of the marine clay fill layer and original clay layer. Through the investigation, this report suggests relationships of heterogeneity of permeability in both vertical and horizontal directions, void ratio-effective stress, and void ratio-permeability. Considering the fact that the original clay layer was under the process of consolidation by load due to hydraulic fill from the top, estimating the appropriate initial stress of each layer is critical to predict the future process of consolidation settlement determined by time. In order to obtain the initial stresses of two layers with different stress histories related to consolidation, cone penetration and dissipation tests were conducted.     

广东省实施海洋牧场与海上风电融合发展的可行性分析

海洋牧场是修复海洋生态环境和涵养近海渔业资源的新模式, 而海上风电是我国新的清洁能源产业。本文在分析广 东省海上风电场建设的基础上, 分析了马尾藻藻礁建设在海洋风电场的适宜性和投放条件, 探讨了在广东省开展以人工藻礁 场 ＋ 海上风电场为特点的融合发展模式的可行性, 以及对于生态用海 、生态管海和海域资源集约节约利用的必要性。研究 认为“海洋牧场 ＋ 海上风电”的发展模式将成为未来提高海域综合利用水平的重要发展方向。     

近海污损生物生态研究进展

污损生物是影响海洋设施安全与使用寿命的重要因素之一。由于地理位置和环境因素的差异,各近海海区污损生物群落的种类组成和结构特点会出现不同,但基本上均由双壳类和无柄蔓足类构成污损生物群落的主要框架。开展数学生态模型研究是准确预测污损生物群落形成和发展过程的关键,但这需以大量的实海调查资料及数据库的构建为基础。此外,探讨污损生物群落的演替变化机制还可为海洋恢复生态学的发展提供借鉴。因此,开展近海污损生物研究不仅在海洋产业具有极高的应用价值,而且在基础研究领域也具有重要的科学意义。     

上海邻近海域风暴潮数据同化与特征分析

风暴潮是一种复杂的对众多因素敏感又备受关注的海洋现象。本文基于协方差局地化的集合卡尔曼滤波方法（EnKF）,选择201810号台风“安比”登陆上海的风暴潮过程,首次将海洋站和FVCOM数值模拟的不同来源、不同误差信息、不同时空分辨率的风暴潮进行数据同化融合,获得了逐72 h的上海海域风暴潮的最优解,进行了同化结果评估验证,并给出了集合样本数和Schur半径设置范围。结果表明,实测计算和数值模拟的风暴增减水之间均方根误差为0.20 m,实测和同化计算的风暴增减水之间均方根误差为0.07 m,准确度提高了65%;独立观测和同化计算的风暴增减水均方根误差为0.09 m,集合离散度与均方根误差比值为0.90,同化效果较好且可信;同化后的风暴增减水能够较好地刻画双峰增水、台风眼增水、增水锋面等特征,对于风暴潮研究、数值模拟结果订正、海洋防灾减灾等有重要意义。     

南麂岛海域沉积物中海洋放线菌的分离研究

采用稀释涂板法研究了南麂岛海域沉积物中海洋放线菌的分离技术,分析了真空干燥处理、热处理、海水浓度、培养基种类等因素对分离效果的影响;首次将羧甲基纤维素钠(CMC)溶液应用于海洋沉积物样品的预处理,探讨了不同浓度的CMC对海洋沉积物样品中放线菌分离结果的影响。结果表明:海洋沉积物经干燥处理、50℃热处理20 min均能有效地减少细菌数量,利于海洋沉积物中放线菌的分离;60%的海水配制的培养基对海洋放线菌的分离效果优于纯海水所配培养基,并且培养基中添加海泥浸出液能有效地增加海洋放线菌的出菌率;以质量浓度为2 g/L的CMC为分散剂时,不仅能良好地分散沉积物样品中的放线菌孢子,而且能明显地增加海洋放线菌的检出量及稀有放线菌的数量。     

海洋钻井井筒内温度确定

海洋钻井诸多问题的解决都依赖于井筒内温度的准确确定。根据能量守恒原理,推导出了海洋深水钻井温度场的控制方程,包括环空内、钻杆内以及地层内的温度场方程,并给出了方程求解的定解条件。计算结果表明：环空内的温度会受到钻井液密度和循环流量的影响,密度越大、流量越低,环空温度越接近于外部环境温度。