冰致柔性直立結(jié)構(gòu)振動的動冰力研究.pdf

1、冰與柔性直立結(jié)構(gòu)的相互作用對海上建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的影響,甚至造成危害.隨著海上油氣資源的開發(fā),冰引起的問題越來越多.早在上個世紀60年代就開始進行冰與結(jié)構(gòu)相互作用的研究,到現(xiàn)在關于海冰的研究已經(jīng)形成一門獨立的學科——冰力學.其中動冰力的研究尤為重要,因為動冰力對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一種交變荷載,引起結(jié)構(gòu)的振動、疲勞失效等問題.同時由于海冰是一種相對高溫材料,力學性質(zhì)上存在韌—脆轉(zhuǎn)變特點,海冰內(nèi)部含有各種成分等所有這些確定了海冰的特殊性質(zhì).該文首

2、先回顧了國內(nèi)外海冰與結(jié)構(gòu)相互作用的研究情況,總結(jié)了前人的研究結(jié)果,并深入分析了現(xiàn)有的冰與直立結(jié)構(gòu)相互作用動冰力模式,在此基礎上介紹了我們在渤海遼東灣JZ9-3平臺和JZ20-2MSW平臺上的現(xiàn)場原型動冰力測量系統(tǒng)和在各種壓縮速率下的海冰壓縮破壞實驗.根據(jù)海冰的壓縮破壞特性和現(xiàn)場冰與柔性海洋平臺直立樁腿擠壓破壞觀測結(jié)果,該文系統(tǒng)的分析了動冰力時程曲線,發(fā)現(xiàn)冰與結(jié)構(gòu)擠壓作用時隨冰速的增加,可以出現(xiàn)三種不同冰力形式并分別引起結(jié)構(gòu)準靜態(tài)振動、穩(wěn)

3、態(tài)振動和隨機振動響應.該文進一步分析了各種冰力模式形成機理,提出了隨著冰速變化,冰與結(jié)構(gòu)相對速率變化導致結(jié)構(gòu)近場冰出現(xiàn)塑性破壞、裂紋損傷破壞與純脆性破壞三種破壞模式,并解釋形成交變荷載過程.繼而在該文的第四章針對渤海海冰快速漂移特點,重點分析了冰快速擠壓時的海冰破壞模型以及由此引起的隨機動冰力,運用斷裂力學說明海冰的脆性劈裂破壞機理.最后,在第五章提出了海冰應變速率敏感性的數(shù)值演化模式.由于海冰對應變速率變化的敏感性強烈,在不同應變速率