粉土海床海底管線沖刷機理及防護方法研究.pdf

1、海洋石油和天然氣已成為我國能源生產(chǎn)重要的組成部分，對國民經(jīng)濟建設(shè)、國家安全戰(zhàn)略有著重要的意義。海底油氣輸送管線具有輸送連續(xù)、輸送量大、管理方便等優(yōu)點，在海洋工程中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，海底管道所處的海洋環(huán)境非常惡劣，在波浪、潮流等水動力作用下，管道附近底床很容易發(fā)生沖刷侵蝕，從而導致海底管道發(fā)生懸跨，引發(fā)事故，造成巨大的損失。海底水動力作用下管道附近海床沖刷造成管道懸跨破壞等問題，是管道工程的一項重要研究內(nèi)容，在學術(shù)和工程應(yīng)用方面都有

2、很高的指導意義。但是，對于管道在海底復(fù)雜的動力環(huán)境中的沖刷機理，現(xiàn)有研究成果還不完善，尤其是對粉土海床管道沖刷的研究不足。 本文的主要目的是通過物理模型試驗探索粉土海床管道沖刷機理及有效的防護方法。 在充分調(diào)研了前人研究成果的基礎(chǔ)上，本文立足大型水槽試驗，模擬了管道平鋪和半埋兩種狀態(tài)，小波浪、大波浪、單向流、波流聯(lián)合四種水動力環(huán)境下的海床沖刷情況，并對沖刷過程中管道受力變化及表層土體的孔壓變化進行實時檢測。 首先

3、，本文詳細描述了各組試驗中管道附近海床沖刷過程，對比了在不同情況下管道沖刷的不同。在此基礎(chǔ)上，本文得出結(jié)論：(1)管道沖刷不會無止境地進行下去，存在一個平衡狀態(tài)；(2)沖刷過程具有規(guī)律性，各組試驗中，沖刷都是按沉積物顆粒開始運動--隧道發(fā)育--快速沖刷--達到平衡這一順序發(fā)展的；(3)管道平鋪、管徑加大、波浪周期、波長增大這幾個因素都會使得平衡沖刷深度加大，沖刷加??；(4)波流聯(lián)合作用時，沖刷速度很快，總體沖刷量也遠大于二者單獨作用時。