海底管道边界条件类型及其对走管行为的影响
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1.河北科技大学 建筑工程学院;2.墨尔本大学基础设施工程系,维多利亚墨尔本;3.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;4.河北科技大学建筑工程学院

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中图分类号:

TE973.92

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国家自然科学基金项目(重大项目51890913);河北省自然科学基金面上项目(E2023208053)


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    深海海底管道两端通常与井口、悬链线立管、器管收集器等相连,管道端部边界条件复杂。为了探究不同的管道边界条件对走管行为的影响,将海底管道端部边界条件简化为3种类型:类型I为两端水平力、类型II为一端水平力一端倾斜力、类型III为一端弹性边界一端水平力;建立不同边界条件下海底管道走管数值模型,对比分析不同类型边界条件下海底管道走管行为,结果表明:类型II边界条件与类型I相比,随着管道端部拉力倾角增加,管道轴向拉力减小,走管量也减小;管道拉力倾角从0°增至60°,最大轴向拉力减小6.73%,走管率减小50%。这意味着悬链线立管形态改变,使得作用于海底管道的拉力方向改变,相应的海底管道走管量也随之改变。类型III与类型I边界条件相比,类型I边界条件下海底管道走管率为恒值,随着升降温循环次数的增加,海底管道走管量近似线性增长;类型III边界条件下海底管道走管率受器管收集器弹性刚度影响,弹性刚度越大,第一次升降温循环走管率越大;随着升降温循环次数增加,管道走管率快速衰减,直至为0,类型III边界条件下多次升降温循环最终走管量通常小于类型I。3类边界条件下,海底管道走管行为差异很大,在实际工程中应分析海底管道端部边界条件类型,选定合适的边界条件。

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  • 收稿日期:2023-12-22
  • 最后修改日期:2024-01-19
  • 录用日期:2024-01-22
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