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摘要
为保证海底管道长期运行的稳定性,管道设计过程中需要充分考虑由非线性波浪荷载引起的波浪力。考虑海床土和孔隙水的压缩变形,基于非线性波浪理论,采用Biot固结方程,推导了非线性波浪荷载作用下裸置管道单位长度上的竖向作用力解析解,并结合埕岛油田不同海区50年一遇的波浪条件,计算不同尺寸的管道在各海区的波浪力极值。计算结果表明,在波浪条件相同的情况下,由于不同区域海床土的性质不同,所得到的极限波浪力有差别,因此在研究中不能忽视孔隙水的压缩和土骨架的变形。并将计算结果与采用有限元法计算该油田不同海区管道所受波浪力的情况进行对比,显示两种计算方法得到的结果相近,趋势相同。此成果在冀东滩海海底管道稳定性分析中得到了初步应用,实践表明给出的解析公式有一定的工程应用价值。
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单位水文水资源与水利工程科学国家重点实验室; 南京水利科学研究院
