粘土中张紧式吸力锚破坏模式与承载特性有限元分析

对利用有限元计算分析张紧式吸力锚承载力的方法进行了研究,结果表明:锚土之间接触特性的描述取决于锚的破坏模式;当锚为竖向破坏时,采用临界剪应力摩擦模型描述锚土间接触是恰当的;当锚为水平破坏时,采用库伦摩擦模型描述锚土间接触是恰当的。计算中若采用基于Mises屈服准则的理想弹塑性本构关系描述软土的不排水应力应变特性,且按位移标准确定极限承载力,则弹性模量的取值对确定软土中吸力锚承载力有影响且取决于锚的破坏模式;当锚发生竖向破坏时,弹性模量按约150倍的不排水强度取值是恰当的;当锚发生水平破坏时,弹性模量按约75倍的不排水强度取值是恰当的。探讨了依据软粘土循环强度利用拟静力弹塑性有限元计算,估算平均荷载与循环荷载共同作用下吸力锚平均位移变化趋势的可行性,计算与模型试验结果比较说明,计算得出的拟静力荷载位移曲线能够对锚实际平均位移的变化趋势给出一个恰当的估计。     

三锚系大型浮标运动响应特性数值研究

以三锚系浮标系统为研究对象,基于AQWA与OrcaFlex软件开展了三锚系大型浮标系统运动响应特性数值模拟研究。对直径10 m的浮标结构在波浪荷载下的水动力特性进行研究,校核了浮标的初稳性和大倾角稳性特征,计算分析了浮标的附加质量、辐射阻尼、运动响应幅值算子RAO等水动力参数,阐明了不同风、浪、流工况下三锚系浮标与辅助浮筒的运动响应特性,揭示了浮标三锚链导缆孔处锚泊张力随入射角度、波高和周期等的变化规律。研究结果表明：该浮标稳性和随波性能较好。与无浮筒三锚系浮标相比,带辅助浮筒的三锚系浮标系统的运动响应和锚泊张力减小,随着波高和周期增大,三锚系浮标系泊锚链的极端张力值逐渐增大,尤其是在极端海况下,迎浪向锚链极端张力急剧增大。     

黏土中鱼雷锚抗拔承载力数值分析

基于Abaqus软件,针对预埋在一定深度鱼雷锚的抗拔承载力进行3D数值分析,探讨了锚型、土体类型、拉拔荷载倾角、拉拔荷载水平分量与锚翼夹角等多种因素对拉拔承载力的影响。计算结果表明:在均质土、正常固结土和两层土体中,带4个锚翼鱼雷锚增加56.22 m2的锚翼侧面积,其拉拔承载力比无锚翼的提高1.9倍以上;当锚翼侧面积相同时,增加锚翼的宽度可以有效提高锚的承载力;拉拔荷载倾角α在30°～45°范围内,可获得较大拉拔承载力;锚翼宽度越大,拉拔荷载水平分量与锚翼间的夹角β对鱼雷锚水平承载力影响越明显;经归一化的V-H包络线公式对工程应用中预测鱼雷锚的承载力有一定参考价值。     

深水半潜式平台张拉锚泊系统失效分析

针对深水半潜式平台在极端工况下张拉锚泊系统失效情况,基于板锚失效上拔过程中位移与承载力的关系曲线,提出在AQWA软件中用非线性锚缆模拟板锚走锚过程的方法,对深水半潜式平台张拉锚泊系统在百年一遇工况下断锚、走锚情况的平台响应、锚缆拉锚力及最大缆张力进行分析。研究表明:断锚时各锚链拉力瞬变,平台迅速发生大距离偏移;走锚时随着板锚的拔出各锚链上的拉力逐渐增大,平台位置逐渐偏移,最后达到平衡状态。单缆断锚时,迎浪向5号锚缆拉力最大;单缆断锚且单锚走锚时,3、6号锚缆拉锚力最大。失效缆超过一根时,平台偏移和单缆最大缆张力均超出规范要求,同时其它锚缆最大拉锚力极有可能出现超过板锚极限承载力的情况,最终造成整个锚泊系统破坏。     

循环荷载下饱和粉土中伞式吸力锚水平承载性能研究

利用ABAQUS有限元软件构建模型,对伞式吸力锚施加水平循环荷载,研究伞式吸力锚的承载性能。在固定荷载大小的情况下,研究锚体位移以及不同位置土体的应力应变。分析可得,在水平循环荷载的作用下,土体的最大塑性应变出现在筒裙位置,筒裙和锚支的结合发挥了主要的承载作用。改变荷载工况,研究不同荷载大小对伞式吸力锚的影响。研究发现,随着循环波浪荷载作用强度的增大,筒裙的稳定作用愈加明显,且这种作用在循环波浪荷载的后期阶段相对更加突出。     

有限元法在桩靴承载力计算中的应用

自升式钻井平台插桩是地基土在桩靴荷载作用下发生连续的塑性破坏的动态过程,当地基极限承载力等于桩靴荷载时插桩完成。经典土力学极限承载力理论对土体潜在滑动面做了假设,无法有效分析土体内部的破坏过程。本研究应用有限元法（FEM ）对插桩过程进行了模拟,得到地基土的破坏机制以及中间荷载下土体的应力、应变情况,通过和各理论公式计算的极限承载力进行对比分析,分析影响地基极限承载力的因素。研究表明,基础宽度与硬土层厚度的比值 B/H越大,下卧软土层越容易发生塑性破坏,极限承载力明显下降,当B/H＜0．286时,可以忽略下卧软土层对地基承载力的影响。     

组合动力锚水动力特性数值模拟研究

作为海上浮式结构物的一种新型锚固基础,动力锚具有自安装、不受水深影响、适用范围广的特点。在动力锚的基础上研发的组合动力锚结合了动力锚自安装和板锚法向受荷的特点,具有安装快速、适用多种类型海床、承载效率高等性质。组合动力锚在水中自由下落时的水动力学特性（下落速度、方向稳定性等）会受到锚链、尾翼宽度和助推器质量等因素影响。若下落速度过小或方向稳定性过差,则会影响锚的安装成功率。采用计算流体动力学方法模拟流体对锚的冲击和锚在水中自由下落过程,以优化组合动力锚的尾翼尺寸;其次研究锚链作用力和助推器质量对组合动力锚下落速度和偏角的影响规律。计算结果表明：组合动力锚的拖曳阻力系数为0.45左右,尾翼宽度最优尺寸为翼板宽度的1.25倍。连接在锚眼处的锚链会减小组合动力锚的下落速度并加剧锚的偏转,需综合锚的下落速度和偏角来确定锚在水中下落高度。     

组合桶形基础水平循环承载力模型试验

在一个大型土池中进行了软土中组合四桶基础在竖向静荷载与水平循环荷载共同作用下的承载力模型试验,研究了竖向静荷载与水平循环荷载对组合桶形基础破坏形式与承载力的影响。试验结果表明,组合四桶基础的变形主要包括水平循环变形与竖向循环累积沉降。基础的破坏形式取决于水平循环荷载与竖向静荷载。若竖向静荷载较小,过大的水平循环位移将导致基础破坏;随竖向静荷载增加,竖向循环累积沉降将变为导致基础破坏的主要原因。试验结果还表明,在不同竖向静荷载与水平循环荷载共同作用下,基础的水平循环承载力大约为水平静承载力的70%左右。     

复合加载下考虑接触作用的地基承载特性数值分析

港口、海洋工程结构物基础一般处于复合加载状态,其极限承载力通常采用近来引入的极限荷载图进行评价.对位于地基表面的重力式海洋基础,需要考虑基础与地基间的接触特性对极限承载力的影响.以大型通用有限元软件ABAQUS为计算平台,建立了复合加载模式的地基极限承载力数值分析方法;针对饱和黏土地基上的表面基础,利用在ABAQUS平台上开发的接触计算模块,模拟基础与地基间竖向可分离、切向完全粘结的接触作用;进而基于建立的分析方法,进行系统的有限元计算,分析地基的破坏模式随荷载条件的变化,给出地基的极限荷载包络图,并与经典承载力计算公式结果进行对比.研究结果表明,经典承载力计算公式低估了三维荷载条件下的地基极限承载力,有限元计算模型及数值分析方法,可以较好地分析研究地基的失稳机理及承载力特性,并可考虑基础与地基不同的接触条件对破坏模式及组合极限承载力的影响.     

砂土中冲刷条件下三筒基础水平承载特性研究

通过开展小比尺三筒基础承载力模型试验,研究冲刷条件下三筒基础水平承载特性,建立数值模型对模型试验结果进行验证与扩展,分析水平和弯矩荷载下,冲刷率e和相对筒间距S/D对极限承载力的影响,提出三筒基础极限承载力的冲刷修正系数dhe、dme的计算方法;采用固定荷载比方法,通过数值模型计算M-H加载条件下三筒基础的破坏包络线,分析冲刷率e和相对筒间距S/D对复合加载特性的影响,提出冲刷条件下三筒基础M-H破坏包络线公式。研究结果表明：冲刷条件下的三筒基础受水平和弯矩作用直至破坏的过程,经历弹性变形—塑性变形—失稳破坏3个阶段;三筒基础的水平极限承载力随冲刷率e的增大而下降,且下降速率逐渐增大,相同长径比的三筒基础的水平极限承载力随相对筒间距的减小而降低;随着冲刷率e的提高,三筒基础的M-H破坏包络线向内移动,随着相对筒间距S/D增大,归一化破坏包络线呈上凸的趋势。     

海口湾海洋水动力自然灾害评估分析

开展海洋水动力自然灾害评价分析是涉海工程海洋灾害风险评估的重要组成部分,其重在水动力风险因素的识别与风险强度的预估,是有效提高灾害防御能力、控制风险和减少灾害损失的关键技术方法之一。海口湾水域位于海南岛北岸,琼州海峡内、濒临南海,由于其特殊地理位置,对海口湾水域影响最为显著的海洋动力灾害主要包括:风暴潮、海浪和海啸。本文针对上述问题,基于数值模拟方法以及实测数据统计和经验分析等方法,研究确定了该海域所面临的上述各风险因素的成因,并确定了其对应强度大小和危害破坏情况,给出了极端条件下的数值结果,为相关工程的海域使用论证提供参考依据。其中,风暴潮增水主要基于实测台风资料通过随机统计与水动力模型相结合的方法,推求出重现期为50、100以及500a的极端高水位值。极端大浪主要基于30a的台风过程与疾风资料,结合后报风场数据,采用SWAN模拟海域波浪场,分别计算给出重现期100、50a波浪要素,并验证了海域内人工岛护面稳定性情况。海啸波主要依托Nguyenetal(2014)在USGS震源参数基础上导出的震源参数,采用浅水波模型分别对7.0和8.0级地震形成的海啸进行数值模拟,估算对海口湾水域影响情况,还考虑了整个断裂带发生破裂形成的特大地震(9.3级)海啸时极端情况。     

录井校正新方法在东海盆地西湖凹陷的应用

录井检测受井场环境影响较大,主要包括钻井环境与检测环境,钻井环境包括井径、钻时、钻井液排量、是否取心等,检测环境主要是井场自然环境与检测器内部环境。一般情况下检测器内部环境基本一致,而井场自然环境在一定时间内变化不大,故而钻井环境对录井检测的影响较大,钻井环境校正是进行录井解释前的重要工作。常规Tg(全烃含量)校正方法在取心、低异常、多互层等层段使用效果较差,经过分析,将校正方法在取心、钻时、排量、基值方面进行优化,实践验证,新校正方法效果较好,适应了西湖凹陷的地质研究需求。     

山东沿海无缝深度基准面模型构建

无缝深度基准面模型的构建是实现海洋测绘成果基准统一的一项重要基础性工作,对于促进实现陆海统筹具有重要意义.根据我国目前规定采用的深度基准面,即理论最低潮面,以及国际上推荐使用的最低天文潮面,本文利用全球潮汐模型FES2014提供的13个分潮调和常数,分别构建了山东沿海(34.5°N-38.5°N,117.5°E-124°E)分辨率为1/16°×1/16°的理论最低潮面模型和最低天文潮面模型,对两者的基准值在该研究海域的分布情况进行了统计分析,分别位于-30.39cm到-318.57cm以及-33.69cm到-318.76cm,并研究了两者的差异情况,差值介于-6.68cm到7.99cm,其中94.1%点位的差值位于±5cm內,78.9%的点位表现为正值,说明在山东沿海的多数海域,最低天文潮面位于理论最低潮面以上.     

浅水多波束测深仪高分辨率波束形成方法研究

常规波束形成技术以其稳健性好、计算量低等特点得到广泛应用,但其空间分辨率受阵元个数限制,不能突破瑞利限。因此,常规波束形成技术应用于高精度浅水多波束测深仪时,存在空间分辨率不足和旁瓣干扰等问题。对比研究了最小方差无失真(MVDR)及多重信号分类(MUSIC)波束形成在浅水多波束测深仪中的应用,给出了浅水多波束测深仪的常规波束形成、MVDR和MUSIC处理方法,并结合能量法和相位法两种底检测测深算法,处理了iBeam8120浅水多波束测深仪外场数据,验证了本文方法的性能。     

不同循环饥饿-投喂策略对珍珠龙胆石斑鱼生长和水质的影响

研究了不同饥饿-投喂策略对珍珠龙胆石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀×Epinephelus lanceolatus♂)的生长和能量收支的影响。实验包括3个处理:C(持续投喂);S1R3(饥饿1d,投喂3d);S1R7(饥饿1d,投喂7d);S1R11(饥饿1d,投喂11d)。实验在生产性水泥养殖池中进行,养殖池规格为6m*6m,水深1.1m,日换水率为400%,珍珠龙胆石斑鱼的养殖密度为18.3ind·m-2。研究结果表明,处理组S1R7和S1R11石斑鱼末体重与对照差异不显著(P>0.05),而S1R3处理鱼末体重则显著低于对照(P<0.05);3个处理石斑鱼特定生长率变化趋势与末体重相似,处理组S1R7和S1R11石斑鱼与对照差异不显著(P>0.05),而S1R3处理则显著低于对照(P<0.05);处理组S1R7和S1R11石斑鱼摄食率与对照相比差异不显著(P>0.05),S1R3则显著低于对照组(P<0.05);处理组S1R7和S1R11石斑鱼饲料系数与对照相比差异不显著(P>0.05),S1R3则显著高于对照组(P<0.05);从各处理水质状况比较,S1R3和S1R7处理各指标浓度总体上要显著低于对照组(P<0.05),但S1R11处理与对照差异不大(P>0.05)。综合生长和水质指标可以看出,适宜的饥饿-投喂策略并不影响珍珠龙胆石斑鱼的正常生长。在本研究条件下,饥饿1天,投喂7d的循环投喂模式下,珍珠龙胆石斑鱼生长与对照相比差异不大,表现出完全补偿生长效应,水质指标则明显优于持续投喂。这一研究结果对于珍珠龙胆石斑鱼工厂化养殖技术与管理水平的提高具有一定的参考价值。     

日照豪迈码头港池布局对泥沙输移影响研究

港池的布局会改变其周边海域水动力条件及其泥沙冲淤状况,为了进一步了解其影响程度,本文以山东日照豪迈重工临港厂区运输码头的改造工程为研究对象,利用平面二维数值模型MIKE21/3 Integrated Models,建立了潮流和波浪耦合作用下的泥沙输移数值模型,对该工程附近海域进行了波浪、潮流和泥沙输移的数值模拟。同时采用实测数据对数值模型进行了验证,数值模拟结果与实测资料拟合较好,表明MIKE21能有效地模拟运输码头及其周围海域潮流的变化过程。以日照豪迈重工临港厂区运输码头为依托,基于数值模拟结果,分析不同改造方案下的水动力条件和泥沙冲淤状况。结果表明:港池布局对水动力条件影响甚微,对地形地貌冲淤影响较大;模拟结果确定港池南向开口为最佳改造方案,为工程的规划和设计提供科学依据。     

南大西洋两岸盆地海相烃源岩特征与控制因素

南大西洋两岸盆地漂移期层系油气资源十分丰富,通过对两岸重点盆地漂移期主力烃源岩发育层位、生烃潜力、识别特征和分布范围对比分析,明确两岸发育早、晚两套主力海相烃源岩。其中,晚期的赛诺曼-土仑阶海相烃源岩分布范围较广。整体上,两岸北段和赤道段盆地漂移期主力烃源岩地化指标优于中段和南段盆地,西非一侧海域盆地烃源岩地化指标优于南美一侧盆地。在对重点钻井的矿物元素化验分析、沉积相和古地理分析基础之上,总结了局限海湾的古地理背景和沉积相带类型控制优质海相烃源岩发育程度和分布范围的规律,并进一步指出南大西洋两岸北段和赤道段盆地漂移期成熟生烃灶平面分布范围内的深水沉积砂体是主要有利勘探方向,以找油为主,中段含盐盆地内紧邻盐微盆的漂移期深水沉积砂体勘探潜力次之。     

花鲈三种甲状腺激素受体(TRs)基因克隆及表达分析

甲状腺激素受体(TR)介导甲状腺激素发挥生理作用,调控机体生长、发育及代谢。本文采用RACE技术克隆花鲈(Lateolabrax maculatus)甲状腺激素受体TRαA、TRαB和TRβ的cDNA全长序列,并进行表达分析。结果表明,花鲈TRαAcDNA全长序列1851bp,编码416个氨基酸;TRαBcDNA全长序列2370bp,编码409个氨基酸;TRβcDNA全长序列3343bp,编码395个氨基酸。与TRαB和TRβ相比,各组织中TRαA表达量明显较低。TRαA主要在肝脏、脑、心脏中表达。TRαB在垂体中表达量最高,其次是脑、肾脏、心脏、肝脏等。TRβ在脑中表达量最高,垂体表达量次之。TRαB和TRβ在垂体和脑中普遍表达较高。花鲈TRαB与TRβ可能共同参与TH对TSH的负反馈调控过程。TRαB可能在TH对心脏的调控作用中发挥重要作用。