导流板对波浪作用下海底管线影响研究

为研究导流板对波浪作用下海底管线的影响,在FLUENT中建立二维数值波浪水槽对不同导流板高度的海底管线附近波浪场进行数值模拟,并将计算结果与试验结果进行了比较,结果表明,计算结果与试验结果较为吻合。添加导流板后管线表面压力分布及波浪力均发生变化。水平波浪力最大值随着导流板高度的增大而增大,而垂直波浪力最大值则随之逐渐减小。     

波浪作用下黄河三角洲海底粉土液化特征对比研究

作为一种常见的近海海底灾害地质现象,波致海床液化严重威胁着黄河三角洲地区海底工程设施的安全。粉质海床液化后,海底粉土的结构、物理和力学性质均发生了改变,研究该变化规律尤其是评估液化后海底粉土再次发生液化的可能性具有重要的理论意义和应用价值。本文利用室内动三轴仪对取自黄河三角洲已液化和未液化海底粉土开展了液化试验对比研究,讨论了已液化和未液化海底粉土在孔压增长模式和轴向动应变发展趋势方面的异同,对比分析了二者的液化势。研究结果表明：应变标准比孔压标准更适用于评估黄河三角洲地区海底粉土的液化势;孔压和动应变发展模式均表明与未液化粉土相比,已液化海底粉土再次发生液化的抗力有所提高;已液化和未液化海底粉土归一化孔压比u_d/σ₃与循环加载次数比N/N_f间相关关系可采用双曲线或指数函数模型进行定量化描述;未液化海底粉土的波致液化临界循环应力比约为0.20,已液化海底粉土的临界循环应力比约为0.35。研究成果有助于加深对海底粉土波致液化特性的认识,亦可为循环应力历史影响下的土体力学性质研究提供参考。     

波浪作用下海底粉质土液化过程的速率特征

海底的粉质土在强烈波浪作用下会发生液化现象。粉质土从液化发生到最后形成流体有其变化的过程。本文针对黄河三角洲的粉质土,进行了波浪水槽试验和现场监测试验,记录了孔压在粉质土液化过程中的变化,给出了波浪作用下粉质土液化过程的速率特征。试验结果给出:海底粉质土在波浪作用下某一深度层的液化发展迅速,水槽试验重塑土用孔压增长速率反映的液化发展速率平均为0.15kPa/min,现场监测原状土液化发展速率平均为0.29kPa/min;水槽试验重塑土和现场监测原状土均出现液化深度自上而下的发展过程,本文水槽试验条件和现场条件给出的液化深度发展平均速率分别为0.01和0.10m/min。     

波浪作用下海底管线的物理模型实验研究

本文进行了海底管线受波浪力作用的两种不同比尺的物理模型实验，得出了水平力系数Ｃｆｘ和垂直力系数Ｃｆｚ随ＫＣ数和Ｒｅｄ数的变化曲线，并对比了不同比尺物理模型实验的结果。结果对比表明，比尺对波浪力的影响是不可忽略的。     

渤海海底地形特征

基于2004—2010年渤海海底地形地貌调查资料,结合前人对渤海海底地形的认识,对渤海海底地形5个区(辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海中央盆地和渤海海峡)的地形及微地形,进行了全面的分析描述。并与1985年出版的渤海地形图进行比较,寻找渤海地形近几十年来的变化并分析其原因。分析表明:渤海海底地形平缓,从辽东湾、渤海湾和莱州湾三个海湾向渤海中央盆地及东部渤海海峡倾斜,平均水深18m;由于环境变化和人类活动,导致部分近岸海域的水深比40多a前的水深变浅,而渤海中央盆地发生侵蚀,水深加深。     

波浪作用下岸坡和海底平衡条件的研究

提出波浪作用下岸坡和海底动态和静态平衡条件的数学模型。在已建立的推移质泥沙体积输沙率基本关系式的基础上,根据连续方程,计算出底坡、泥沙、波浪三要素在动态和静态平衡情况下的关系式,得出反映这种关系的底坡平衡函数曲线图。用实际资料对这一函数曲线进行了验证,并对实际资料相对模型的某些差异作出解释。     

东海海底地形的特征

东海是西太平洋与中国大陆之间的一个边缘海。共北面以长江口北岸沙嘴和济州岛联线与黄海分界,南面以台湾省南端鹅銮鼻与闽粤二省海岸交界处的南澳岛联线与南海分界(图1)。 东海呈北东-南西向延伸,由台湾海峡向东北方向呈扇形展开,与东海的构造     

我国海底地形特征专名命名研究

专名是海底地名的重要组成部分,反映地形特征本身或命名个人乃至国家的信息。恰当专名选词,有助于该地理实体的流传和推广。在全球海域建立系统准确的海底地名专名命名体系,可利于识别和检索海底地形特征,实现对其高效管理和广泛应用。文章在简要总结国际海底地名发展历程和专名命名通则的基础上,提出我国海底地名专名选词应遵照的基本原则,并为建设我国海底地名专名命名体系提出了建议。     

坡度对海底斜坡瞬态波浪响应及其滑动失稳特征影响研究

波浪作用下海底斜坡滑动稳定性分析中,一般未考虑海底坡度引起的波浪浅水效应,即不考虑波浪在斜坡面上的变形导致的波压力变化,降低了其计算结果的可靠性。本文基于沿斜坡面传播的线性波浪理论,考虑波浪的浅水效应,利用波浪与重力作用下海底斜坡的有效应力场,计算海底斜坡滑动稳定性安全系数。在验证海底斜坡滑动稳定性计算结果可靠性的基础上,分析了坡度对海底斜坡瞬态波浪响应及其滑动失稳特征的影响。结果表明,由于波浪沿斜坡面传播的浅水效应,相对于水平海床,波浪作用下斜坡最大瞬态应力和孔隙水压力随着坡度的增加基本呈线性增加趋势,最大水平位移呈非线性增加趋势;相比于坡底水平段海床的滑动区,斜坡面上滑动区的深度和水平方向滑动范围均有所增加,且坡度越大,这种效应越显著;相比于饱和海床,非饱和条件下,坡度对斜坡体滑动特征的影响程度有所降低。     

波浪作用下黄河口海底粉土孔压响应特征及过程

以黄河口海底粉土为研究对象,利用自行研发的监测设备现场监测了波浪作用下海底粉土的孔隙水压力响应过程,获取了2个大风过程中孔隙水压力的有效数据。波浪作用下海底粉土的孔隙水压力响应由表层土最先开始,向下层土延伸,且响应程度随着土层深度的增加而减弱。孔隙水压力响应特征受潮位与波高影响明显,潮位影响孔隙水压力响应的整体趋势而波高影响孔隙水压力响应的幅值,且海底粉土孔隙水压力对波高的响应具有滞后性,滞后时间约为2 h。大风过程中海底面以下1.5 m以深孔隙水压力未发现明显变化,说明其超过了波浪最大作用深度;海底面以下0.5 m位置处孔隙水压力在一段时间内产生剧烈振荡,无明显的累积现象,说明其处于波浪作用范围内,但波浪作用导致的孔隙水压力小于土体孔隙水压力的消散速率。     

东海海底地形分区特征和成因研究

东海一直以其特殊的大地构造地位受到国内外地学界的关注,但作为主要受构造控制的东海海底地形的研究,以往简单趋势性描述居多,专门深入系统的研究尚不多见。不久前完成的高精度、全覆盖多波束海底地形勘测覆盖了东海部分外陆架、大陆坡全部、冲绳海槽和东部岛坡的一部分,取得了海量的测深数据。据此编绘的勘测多波束水深图和结合测区外的传统资料编绘的海底地形图使我们有机会可以重新审视和系统研究东海的海底地形特征。在定量确定了陆架坡折线、陆坡坡脚线和东部槽坡坡脚线的基础上划分出了大陆架、大陆坡、冲绳海槽平原和东部岛坡4大地形区,继之对各区的海底地形特征进行了研究和描述,并在区内选取了有代表性的5条剖面进行了剖析。另外,从地球内营力和外营力两方面分析了影响东海海底地形发育的因素。调查分析表明:整个东海地形分带明显,地形类型多样:大陆架十分宽阔,总体北宽南窄,从大陆向海平缓倾斜,发育了广泛的NW-SE向沙脊群,自大陆向东南呈扇形发散;大陆坡呈NE-SW向条带展布,海底地形陡峻,呈阶梯状下掉,总体北缓南陡,其上峡谷密布,上穿切外陆架,下直达海槽,同时坡麓上海台沟谷伴生发育;冲绳海槽北浅南深,其内在平坦的背景上发育了众多的海山和海丘,其中心又有槽中槽地形;东槽坡地形复杂,发育了     

海底铰接柱结构在波浪作用下的动力反应

海底铰接柱结构是六十年代中期出现的一种新型海上工程结构.它可用于海上石油开发的生产塔柱、港口工程的导航灯标、海上系泊设施以及安装水下设备的构筑物等工程建设中.     

波浪谱在地形水流综合作用下的折射

根据波浪作用通量守恒原则,本文分析了波浪谱在水流与地形综合作用下的折射计算方法,提出了在平直海岸上受水流作用的折射计算程序WCINDS4.按与规则波计算结果的对比,给出了对比系数的诺谟图,可供实际工程应用.     

方向分布对波浪谱在地形水流影响下折射的影响

本文计算分析了 Pierson-Moskowitz 谱、JONSWAP 谱与 Bretschnei—der-光易谱在不同地形、水流与主波方向影响下的折射在是否计及波谱能量的方向分布的影响,计算表明波能的方向分布对于谱特征波高值及波能传播的平均方向都有不可忽视的影响。     

海底地形特征对东菲律宾海表层黏土矿物分布的影响

对东菲律宾海帕里西维拉海盆南部的125个表层沉积物样品的黏土矿物组成、含量及其矿物学特征进行了分析。研究结果表明,研究区黏土矿物组成以蒙脱石为主,平均含量为49%;其次是伊利石,平均含量为35%;绿泥石平均含量为11%;高岭石含量最少,平均含量为5%。通过将研究区黏土矿物组合特征与潜在物源区进行对比,并结合主要黏土矿物的结晶学特征,认为蒙脱石主要来源于帕里西维拉海盆周边的海山或海脊物质的风化和蚀变,其分布可能主要受控于底层洋流;伊利石和绿泥石主要来自于亚洲大陆,风力吹扬为其主要输运方式。黏土矿物表层分布显示伊利石主要富集于地势较低处,蒙脱石在靠近帕劳海脊和雅浦海脊等地势较高处呈现高值。由于较少受到周边海山或海脊物质稀释和底层洋流侵蚀作用的影响,东菲律宾海深水区沉积物中风尘组分通量最能代表亚洲大陆风尘对研究区的实际贡献量,这一研究将对从东菲律宾海沉积物中提取亚洲大陆风尘物质输入信号进而追溯亚洲大陆的古气候演化历史具有重要意义。     

波浪对海底管线作用的物理模型实验及数值模拟研究

利用物理模型实验，测量了海底管线在波浪作用下的水平力和升力，并应用Ｍｏｒｉｓｏｎ方程及流函数理论，按最小二乘原理得出ＣＤ和ＣＭ以及ＣＬ，讨论了它们与ＫＣ，Ｒｅ之间隙比ｅ／Ｄ的关系。本文带应用边界拟合坐标及二维流场的大涡模拟法，模拟了与实验相同工况下海底管线的受力及流场情况，并把物理模型实验和数值模拟的结果进行了比较。     

波浪作用下海底粉土孔隙水压力响应过程监测研究

波浪引起的海底土体内部孔压累积是导致液化发生的主要原因,研究波浪作用下土体内部孔压响应过程对于明确液化机理、预测液化发生具有重要作用。在黄河口使用自行研发的孔压监测设备对海底粉土孔隙水压力进行了有效监测。监测结果显示,海底粉土的孔压变化主要受波浪影响且存在一定的影响范围,超出该范围则波浪对海底粉土的孔压无影响。同时,基于监测过程内的孔压变化对海底粉土进行了液化评判,并对波浪作用效果和液化影响因素进行了探讨。波浪对海底粉土内部孔压影响效果主要有3种:(1)有孔压振荡但不发生累积;(2)有孔压振荡且发生累积;(3)无孔压振荡且不发生累积。     

波浪加载下海底土质特性变化的研究

通过不同的制样方法 ,在水槽中模拟了多种海底在波浪作用下的变化行为。试验发现 ,加压排水固结的砂质粉土海底在波浪作用下较稳定 ;加压不产生排水而固结的砂质粉土海底易受波浪的冲刷 ;自然条件和轻微振动的砂质粉土海底最易受到波浪的扰动破坏 ,形成塌陷凹坑。粘粒含量较高的粉质粘土对波浪的反映不敏感 ;下卧软土层土体在上覆压力下的变形量与含水量关系密切 ,含水量越高 ,变形越大。试验结果证明 ,波浪会引起沉积物性质发生改变 ,也是引起海底形态变化的主要原因。     

波浪作用下有孔粘弹性海底的响应

本文提出了一种有孔粘弹性底面模型。根据Biot的三维固线理论,讨论了波浪作用下有孔粘弹性底面中孔隙水压力响应和固体颗粒承受的有效应力的响应。若忽略粘性,本文的模型则退化到yamamoto的有孔弹性底面模型。从物理意义来说,本文提出的模型更全面合理。     

作用在海底管线上的波浪力

海底管线是海洋石油储运工程的重要组成部分。在设计和建造海底管线时,其强度和稳定设计都必须考虑波浪对海底管线的作用力。不论是由陆地伸向海洋的陆地与海洋连接的管线,还是海上单井与集油装置之间的连接管线,根据管线铺设区域的水深与地形的不同,大致穿过以下四个区域:一是水深大于1/2波长的深水区;二是水深介于1/2波长与波破碎