波浪作用下海床动力反应的数值分析

近海和离岸建筑物的基通常处于连续不断的小风浪作用之下，可将其变形视为弹性。基于二维广义Biot理论，提出了线性或非线性波浪作用下饱和弹性海床动力应应的时域有限元数值解法。静力平衡条件和Biot方程组成的边值方程可视为其特例，在比较算例中，数值计算得到的孔压和有效应力幅值沿海床深度的分布与解析解十分吻合。土骨架和孔隙流体的加速度对海床动力反应的影响很小。具体算例表明，线性波沿缓坡海床传播时，土层中超静孔压和有效应力幅值随之增大，有可能发生滑动坡坏。所提出的数值解法能够灵活地处理非线性波浪荷载，海底复杂地质条件和波浪沿缓坡传播等复杂情况。     

Experimental Study on Friction Coefficient Between Concrete and the Top Surface of Rubble Mound Foundation

Experimental studies on the friction coefficient between concrete and the top surface of a rubble mound foundation in China are reviewed. Through comparison of different test results, the development of this research is comprehensively analyzed. An experiment is carried out in the condition similar to prototype. The process curve of friction coefficient with the test block sliding is analyzed and a standard for determination of the friction coetfficient is defined. The variation features of the friction coefficient are analyzed on the basis of the present experimental results and other studies in China. It is shown that the friction coettfficient between concrete and the top surface of a rubble mound foundation decreases with the increase of the foundation pressure, and the friction coettqcient for a very fine leveling bed is smaller than that for a fine leveling bed.     

钢筋混凝土疲劳性能的非线性有限单元法分析

为分析海洋混凝土结构在波浪及海流等荷载作用下的疲劳特性,基于试验结果分析,我们建议了一个用弹塑性增量变刚度法分段跟踪疲劳应力-应变关系曲线及应力循环次数与疲劳应变关系曲线相结合的非线性有限元分析法。混凝土的本构模型采用内时损伤模型。该分析方法的特点是利用较少的机时,就可分析得出结构经过任一疲劳次数(包括上百万次)高周疲劳全过程后的应力、应变状态。这在国内外尚属少见,从而为海洋混凝土结构疲劳特性的有限元分析及用分析法部分代替冗长、昂贵的疲劳试验提供了条件。为验证分析方法的可靠性,我们对海洋平台中经常遇到的钢筋混凝土板的疲劳特性进行了分析,所得计算结果与试验结果符合较好,证明了本文所建议方法的可行性。     

旋转流体中的非线性惯性波

本文从旋转流体中非线性惯性波的基本方程出发,通过微分几何理论论证了非线性惯性波在传播方向上的周期性及不存在孤波解。采用Hamilton函数及其作用──角度变量给出非线性惯性波的解析解。并以简洁形式提出了一种有限振幅的非线性惯性波和用罗斯贝数作为控制参量的非线性频散关系和波速公式。     

层结流体中的非线性惯性重力内波

根据地球流体力学基本方程组,在密度垂直层结的情况下,引进行波坐标,研究非线性定形波在相平面上的几何拓扑结构。严格论证了不存在定形孤立波,并通过Ｈａｍｉｌｔｏｎ函数及其角作用变把行波系统化成最简形式,由此而得到非线性惯性重力内波的解析解。     

关于非线性粘性流的一个定常运动问题

流体运动在本质上是非线性的粘性流，直接研壳非线性的粘性流，无论在理论上还是在实践上都具有重要的意义。O．A．лаыженСкая研究了粘性不可压缔流体摩有界区域中作定常运动的如下问题。     

一类非线性二阶常微分方程解的多重性

考虑一类二阶非线性常微分方程的边值问题（p（t）u′）′＋h（t）f（u）=0，0＜t＜1和u（0）=u（1）=0。通过引入f（s）／s在∞与0处的极限值，并运用打靶法和相应的Sturm比较定理得到解的多重性定理，推广有关文献中的许多重要结果。     

回顾与展望

数学系创建于1977年。在完成全院各专业的数学教学任务的同时，积极开展了科学研究。在常微分方程、随机微分方程、偏微分方程、生物数学等基础数学和应用数学分支中取得了一批成果，并结合海浪、海流、潮汐、海洋工程、海洋气象、海洋地质、海洋生物及水产科学的研究获得了一些具有实用价值的成果。     

Nonlinear Static Finite Element Stress Analysis of Pipe-in-Pipe Risers

Owing to the complexity of the pipe-in-pipe (PIP) riser system in structure, load and restraint, many problems arise in the structural analysis of the system. This paper presents a new method for nonlinear static finite element stress analysis of the PIP riser system. The finite element (FE) model of the PIP riser system is built via software AutoPIPE 6.1. According to the specialties of a variety of components in the PIP riser system, different elements are used so as to model the system accurately. Allowing for the complication in modeling the effects of seabed restraint, a technique based on the bilinear spring concept is developed to calculate the soil properties. Then, based on a pipeline project, the entire procedure of stress analysis is discussed in detail, including creation of an FE model, processing of input data and analysis of results. A wide range of loading schemes is investigated to ascertain that the stresses remain within the acceptable range of the pipe material strength. Finally, the effects of the location of flanges, the thermal expansion of submarine pipelines and the seabed restraint on stress distribution in the riser and expansion loop are studied, which are valuable for pipeline designers.     

深层搅拌法在超软弱港口地基上的工程应用

某港口堆场地基上部5．0m系吹填而成，地表下18m范围均属软土，经真空预压初级加固后地基承载力仅在80—90kPa，局部区域上部淤泥土层土性指标较差，含水量大于50％，地基承载力不足60kPa。为了使地基达到230kPa的承载要求，设计采用深层搅拌法加固超软弱地基。通过现场成桩工艺试验和检测表明，桩身水泥土强度在90d龄期时大于1．80MPa，单桩承载力标准值大于150kN，以φ600桩径、桩长13．5m、置换率为0．308和φ500桩径、桩长13．5m、置换率为0．267两种方案布置的复合地基承载力标准值均超过了230kPa的设计要求。试验结果表明，深层搅拌法在港口超软弱地基土应用只要施工工艺适当，完全可以使地基承载力提高2—3．5倍以土，从而节省大量的工程投资。