下载文档原格式
部分悬跨海底管道多点输入地震反应分析董汝博;周晶;冯新【期刊名称】《振动工程学报》【年(卷),期】2008(021)002【摘要】对部分悬跨海底管道在空间变化地震动作用下的反应进行了分析.建立了含有悬跨段的长距离埋设海底管道多点输入计算模型,据此推导了多点输入运动方程,采用了一种改进的多点地震动模拟方法生成了空间相关多点地震动时程并对海底管道进行了3维多点输入地震反应时程分析.比较了海底管道在不同地震输入模型(多点输入、行波输入、一致输入)作用下的地震响应.同时进一步分析了地震动空间变化特性、模型计算长度、悬跨段长度、管道外径、钢管壁厚、混凝土配重层厚度以及海床坡度对海底管道多点输入反应的影响.分析结果显示地震动的空间变化特性能显著增大海底管道的地震反应,其他因素也在不同程度上对海底管道多点输入地震反应产生影响.【总页数】6页(P146-151)【作者】董汝博;周晶;冯新【作者单位】大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116023;大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116023;大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116023【正文语种】中文【中图分类】P315【相关文献】1.非连续性抛石处理海底管道悬跨原理及施工工艺 [J], 叶海宾;张婕;彭海丽;王朋飞;张祥伟2.沙坡区域海底管道悬跨处理方法研究 [J], 孙祥杰;于洪旭;胡春红;刘极莉;张世宽3.海底管道损伤悬跨段磁记忆检测研究 [J], 赵海旭;樊建春4.非线性管土模型在海底管道悬跨疲劳评估中的应用 [J], 王猛5.沙波沙脊段海底管道不平整度分析及悬跨治理方法研究 [J], 韩鹏;高军宝;汪方;苏展;杨泽亮;黄水祥;景苏明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
海底和陆地地震动作用下沉管隧道地震响应研究
石淑慧;范书立
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2023(21)1
【摘要】海水层和海底沉积土层的存在影响地震动的传播,导致海底地震动与陆地地震动特征存在明显差异,选取合理的地震动输入是进行沉管隧道抗震性能分析的重要前提,因此,对比分析沉管隧道在海底和陆地地震动作用下的动力响应具有重要意义。
基于饱和粘弹性人工边界理论,将地震动输入转化为等效节点力来实现三向地震波的输入。
利用ABAQUS软件建立海水-海床-隧道的三维有限元模型,并考虑地震动作用下海水产生的动水压力影响。
对沉管隧道在两种地震动作用下产生的相对层间位移、加速度和最大主应力进行对比分析。
结果表明:海底地震动作用下的各向相对层间位移小于陆地地震动作用下;在海底和陆地地震动作用下沉管隧道出现最不利的位置不同;在海底地震动作用下产生的峰值加速度相比于原始输入地震波,其数值有所减小,而在陆地地震动作用下其数值有所增加。
【总页数】8页(P193-200)
【作者】石淑慧;范书立
【作者单位】大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU443
【相关文献】
1.高地震烈度下超大直径海底盾构隧道地震响应分析
2.地震SV波斜入射下沉管隧道的地震响应分析
3.地震SV波斜入射下沉管隧道的地震响应分析
4.高地震烈度下超大直径海底盾构隧道地震响应分析
5.日本关于2011年东北地方太平洋近海地震的研究报告(三)——震源过程、海底地形变、陆地地形变根据地震波形看到的2011年东北地方太平洋近海地震的震源过程
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第24卷第12期 V ol.24 No.12 工 程 力 学 2007年 12 月 Dec. 2007 ENGINEERING MECHANICS153———————————————收稿日期：2006-03-25：修改日期：2006-07-16基金项目：国家自然科学重点基金资助项目(50639030)；教育部博士点基金资助项目(20050423002)作者简介：*黄维平(1954)，男，浙江人，教授，博士，博导，主要从事海洋工程研究(E-mail: wphuang@)； 王爱群(1955)，男，山东人，教授，学士，主要从事水利学试验研究(E-mail: ghaq@)；李华军(1962)，男，山东人，教授，博士，博导，院长，主要从事海洋工程研究(E-mail: huajun@).文章编号：1000-4750(2007)12-0153-05海底管道悬跨段流致振动实验研究及涡激力模型修正*黄维平，王爱群，李华军(中国海洋大学海岸与海洋工程研究所，青岛 266071)摘 要：对输送液体的模型管道进行了涡激振动试验研究，试验结果表明：当理论涡脱频率与管道的固有频率不一致时，作用在振荡管道上的涡激力并非简谐扰力，而是具有一定带宽的窄带随机扰力。
因此，管道的涡激振动响应也是一个随机过程。
当理论涡脱频率与管道的固有频率接近时，管道的涡激振动响应逼近简谐振动。
试验结果也表明：作用在振荡圆柱体上的涡激力频率不仅是流速和圆柱体直径的函数，也是圆柱体固有频率的函数。
关键词：海底管道；涡致振动；试验研究；斯特罗哈频率；涡激升力 中图分类号：TU311.3 文献标识码：AEXPERIMENTAL STUDY ON VIV OF SPAN OF SUBSEA PIPELINEAND IMPROVED MODEL OF LIFT FORCE*HUANG Wei-ping , WANG Ai-qun , LI Hua-jun(Institute of Coastal and Offshore Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266071, China)Abstract: Tests for the vortex-induced vibration (VIV) of the models of subsea pipeline with internal flow have been carried out. The results show that if there is a big difference between vortex shedding frequency and natural frequency of cylinder, the lift force acting on oscillating cylinder is a stochastic force with narrow bandwidth and if there is a little difference between them, the response of models is periodic oscillation. It is also revealed that the frequency of vortex shedding on oscillating cylinder will change with not only the velocity of fluid and the diameter of the cylinder, but also natural frequency of the cylinder.Key words: subsea pipeline; VIV; experimental study; Strouhal frequency; lift force浅海石油开发中，由于海底冲刷而导致海底管道出现悬空现象常常困扰油田的安全生产，悬跨段的流致涡激振动将引起管道的疲劳破坏。
海底悬空管道的动力响应问题研究方法卢召红;高珊珊;刘迎春;闫亮【摘要】在归纳了国内外学者对海底悬空管道动力响应研究成果的基础上,总结出了关于求解波浪荷载的方法、悬空管道模态分析方法及影响动力效应的主要因素,为海底悬空管道的进一步研究分析和设计施工奠定了基础.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)018【总页数】4页(P12-15)【关键词】波浪荷载;模态分析;动力响应;悬空管道【作者】卢召红;高珊珊;刘迎春;闫亮【作者单位】东北石油大学土木建筑工程学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学土木建筑工程学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学土木建筑工程学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学土木建筑工程学院,黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】TU311目前，随着海上油气开采量的逐年剧增，海底管道已成为海上油气输送的主要方式之一[1]。
然而，海底管道因波浪冲刷、残余应力等原因形成悬空节段。
悬空节段长期受波浪荷载、潮流冲刷、地震力等往复作用，易形成涡激振动，增加管道的失稳破坏风险[2]。
一旦海底管道发生泄漏将严重的污染海洋环境,且很难立即完成管道修复恢复正常运营。
因此研究悬空管道的动力特性，分析影响动力响应因素，避免悬空管道失稳破坏显得尤为重要。
此文在归纳总结国内外学者对海底悬空管道动力响应研究成果的基础上，整理出波浪荷载的计算、模态分析、动力响应等方面的研究现状及发展趋势，提出了关于海底悬空管道动力响应的未来发展趋势，为进一步研究提供基础。
海底悬空管道主要承受波流荷载的作用，该作用对管道的影响较大[3]。
波流力经常成为海中结构物的主要控制荷载[4]，是决定设计方案和控制工程造价的重要因素之一。
海流流经悬空管跨时，对悬跨节段易产生涡激动力效应，动力效应是决定海底管道的使用周期和引起管道失稳的主要因素[5]。
因此波流力对管道的安全及疲劳破坏起着重要作用。
水中悬浮隧道地震响应分析及抗震设计的开题报告一、课题背景及研究意义水下隧道作为一种高效的交通工具，已经成为现代城市交通系统不可或缺的一部分。
然而，由于其建造位置的特殊性，水下隧道面临着自然灾害和人为因素的威胁。
其中，地震作为一种常见的自然灾害，对水下隧道的安全运营产生了重要影响。
因此，研究水中悬浮隧道在地震作用下的响应机理和抗震设计是十分必要的。
本文旨在开展水中悬浮隧道地震响应分析以及抗震设计，该研究将有助于提高水下隧道的抗震性能，减小地震灾害对城市交通系统的影响，保障人民生命财产安全。
二、研究内容本文将分析水中悬浮隧道在地震作用下的响应机理和受力特性，考虑隧道的固有振动特性、水动力特性和地震荷载特性。
具体研究内容包括：1.水中悬浮隧道的结构特点和施工工艺，包括隧道悬挂系统、隧道管道、悬挂点等。
2. 水中悬浮隧道的地震响应分析，考虑土层、含水层和岩体对地震波的传递特性，建立水中悬浮隧道的动力模型，分析隧道的固有频率、振型、模态参与系数等动力特性，确定隧道在地震作用下的响应特点。
3.水中悬浮隧道的抗震设计，通过研究隧道的地震响应机理和受力特性，针对隧道的结构特点和施工工艺，提出相应的抗震措施和设计方法，确保隧道在地震作用下的安全稳定运行。
三、研究方法本文将采用理论分析和数值模拟相结合的方法进行研究，具体包括：1.基于隧道的结构特点和施工工艺，建立水中悬浮隧道的有限元模型。
2.结合地震波传递特性，考虑土层、含水层和岩体对隧道的影响，进行地震波动力分析。
3.通过对隧道的固有频率、振型、模态参与系数等动力特性的研究，分析隧道在地震作用下的响应特点。
4.针对隧道的结构特点和施工工艺，提出相应的抗震措施和设计方法，确保隧道在地震作用下的安全稳定运行。
四、研究预期结果通过对水中悬浮隧道地震响应分析及抗震设计的研究，本文预期可以得到以下结果：1.揭示水中悬浮隧道的动态特性和地震响应机理，为后续的抗震设计提供科学依据。
海底悬跨管道地震反应分析周晶1，李昕1，范颖芳1（1.大连理工大学土木水利学院辽宁大连 116024）摘要：随着我国海洋油气资源的开发和利用，油气集输过程中的海底管道建设日益增多。
在我国有关海域建设海底管道时必须考虑海底管道抗震设计。
文章中不仅介绍了国内外对海底管线动力特性的研究现状，并且介绍了利用水下振动台研究海底悬跨管线在地震作用下的动力反应的模型实验。
试验中考虑了地震波输入方向、管道端部支撑情况、水深、悬跨高度、悬跨长度和管内是否有水等因素。
并组合这些因素完成120组试验，得到海底悬跨管道动力响应特性。
并根据Morison方程建立的海底悬跨管道动力控制方程对试验结果进行了有限元数值模拟，计算结果与试验结果符合得较好。
关键词：海底管道，动力特性分析，模型试验，数值模拟1 引言1.1 研究意义石油是工业的血液。
随着国民经济的飞速发展，对石油的需求越来越大，我国已经从1993年起成为石油纯进口国。
目前，美英大国对石油资源的争夺和控制日益激烈，甚至引起战争。
因此，无论从国际形势还是从国内需要出发，加速发展我国的石油工业是实现我国现代化的一项基本战略。
尤其是加快开发近海石油资源关系到我国经济能否持续发展。
预计环渤海地区海上油田产量将由目前的400万吨提高到2005年的2000万吨，渤海海洋油田将是我国唯一高产油区，将建成为“海上大庆”。
海底管线是海洋油气传输的重要工程设施，被喻为油气田的生命线。
从1954年在美国的墨西哥湾由Brown & Root海洋工程公司铺设第一条海底管道以来，在世界各近海海域成功铺设了无数条各种类型、各种管径的海底管道。
我国从1985年在埕北油田的钻井平台间铺设了第一条1.6公里长的海底输油管道开始，截止到1999年累计铺设海底油气管道2,000多公里。
最近的十多年中，在渤海海域开发生产的八个油气田中，共铺设21条各种类型的管道。
今年，胜利油田预计将铺设海底管道160公里。
地震时海底悬跨管道动力特性试验研究摘要：铺设在地震活跃区域的海底管道可能在地震荷载作用下发生破坏。
利用水下振动台了海底悬跨管线在地震作用下的动力反应。
试验中考虑了地震波输入方向、管道端部支撑情况、悬跨高度、悬跨长度和管内是否有水等因素。
完成了这些因素组合的120组试验，得到海底悬跨管道动力响应特性。
试验结果表明水中管道与陆地悬空管道的动力反应存在明显差别；悬跨长度是控制管道反应的关键，水平地震输入对管道反应起控制作用，海底悬跨管道在地震作用下的反应与受波和流作用下的反应也存在差别。
关键词：海底悬跨管道水下振动台模型试验地震反应铺设在海底面上的管线由于海底面高低不平，悬跨线的出现不可避免；海流的长期冲刷、淘蚀也会在海底泥沙和管线之间形成孔洞。
因此当水流横向流过管线时，就会出现涡流振动和波激振动从而导致管道疲劳破坏的可能性。
渤海是地震活动区，根据评估该地区地面水平地震加速度在0.2～0.25g。
地震时，由于悬跨管线海底支承处的地震位移和加速度及地震引起的动水压力，会对管线安全造成威胁。
在渤海，地震与工作载荷组合成为管道强度控制条件[1]。
相当多的论述了埋设在海床面下的管道在地震荷载作用下的反应[2-5]。
而最新的挪威船级社规范DNV1997有关悬跨管道部分也只规定了因波激振动和涡流振动导致管道疲劳破坏的设计和准则[6]。
笔者利用新近改造完成的MTS水下振动台，考虑多种工况完成120组地震荷载下海底悬跨管道模型试验。
根据试验数据，了海底悬跨管道在地震时的反应特点，研究了管道动力反应的主要因素。
1试验设备1.1水下振动台介绍大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室在从美国MTS公司引进的一维水平单向大型电-液伺服控制地震模拟系统基础上，将原振动台改为水平与垂直两向激振的水下振动台。
图1为水下振动台平面图。
在水槽中间为振动台台面；沿振动台水平振动方向在水槽两边设置消能网，消除波浪的反射作用。
水槽内最大水深1.0m。
