非线性管土耦合作用下钢悬链式立管触地区敏感性分析

作者：林志远; 白兴兰^*; 尤岩岩; 魏东泽

来源：海洋工程, 2021, 39(02): 20-31.

DOI：10.16483/j.issn.1005-9865.2021.02.003

• 钢悬链式立管
• 非线性管土作用
• 敏感性分析
• 触地区
• 海床土刚度模型

浮体运动和海床土刚度是引起钢悬链式立管(steel catenary riser,简称SCR)管土相互作用的关键因素,将导致SCR触地区的疲劳损伤。以工作水深为1 500 m的浮式平台上生产立管SCR为研究对象基于法向抗力模型和侧向阻力模型建立管土作用模型在环境载荷和浮体运动作用下,开展SCR与浮式平台的整体分析,研究海床土参数对SCR触地区动态响应和疲劳寿命的敏感性。通过改变海床土的不排水抗剪强度Su0、强度梯度ρ、吸力因子fsuc、吸力衰减参数λsuc以及再贯入系数λrep等,得到不同参数对触地区动力响应、疲劳寿命的影响规律。研究结果表明:①基于软黏土海床,随着不排水抗剪强度Su0的增加,触地区立管疲劳寿命减幅达到33.23%,敏感性最高;②吸力因子fsuc越大,立管疲劳寿命越小且减幅达23.77%,其敏感性较高;③随着再贯入系数λrep增大,触地区立管疲劳寿命增幅达到15.48%;④海床抗剪强度梯度ρ和吸力衰减参数λsuc对立管疲劳寿命影响较小。研究结论能为SCR设计分析及安全服役提供重要参考。

• 单位
  浙江海洋大学