不规则波作用下开孔沉箱垂直方向受力的试验研究

通过二维不规则波波压力试验。对不规则波作用下无顶板开孔沉葙所受到的垂直方向的波浪力进行了系统地研究。给出了不规则波作用下开孔沉葙所受到的浮托力及总垂直波浪力与实体沉葙所受到的浮托力的比值与消浪室相对宽度、相对水深、开孔率等影响因素的关系，提出了计算不规则波作用下无顶板开孔沉葙垂直方向所受到的波浪力的计算方法。同时给出了总垂直波浪力的力臂的计算方法，联合应用以上所得关系式，能够有效计算总垂直波浪力所产生的对后踵的倾覆力矩，为开孔沉箱的设计提供了有价值的结果。     

有顶板开孔沉箱水平波浪力及力矩的计算

有顶板开孔沉箱所受的总水平波浪力及总水平力臂等是开孔沉箱设计中重要参数。通过大量的规则波物理模型试验．本文探讨了这两个参数与其主要影响因素之间的关系．并给出工程上实用的简化计算式。将推荐的总水平波浪力及力臂公式计算结果与实测值进行对比．二者符合较好．表明简化计算式能够正确反映试验的规律性．工程设计上可采用本方法分析开孔沉箱所受的总水平波浪力及力矩的变化。     

《中国海洋平台》2005年总目次

综述海洋锥体结构冰力的研究与进展…………………………2-1Spar平台的发展趋势及其关键技术………………………2-6科研设计不规则波作用下有顶板开孔沉箱总水平力的计算………1-1动冰力时域识别方法的试验验证…………………………1-7辽河作业一号平台着底稳性的研究设计………………1-12长江口软粘土在波浪循环荷载作用下的弱化分析……1-18不规则波作用下无顶板开孔沉箱波浪力的计算方法…2-12自升式平台预压荷载分析………………………………2-20锚泊线与海底接触的有限元建模及其非线性分析……2-25有顶板开孔沉箱上构件所受规则波浪…     

不规则波作用下有顶板开孔沉箱总水平力的计算

进行了不规则波作用与有顶板开孔沉箱相互作用的物理模型实验,利用因次相关分析的方法系统分析了总水平波浪力及总水平力臂与其主要影响因素之间的关系,基于大量的实验数据,通过最小二乘法拟合出水平波浪力及其力臂与主要影响因素之间的相关式,当顶板相对高度s/H1/3≥2.1时,顶板对开孔沉箱所受的波峰、波谷总水平力不再有影响。将得到的结果与规则波实验结果进行对照,可知不规则波作用的总水平力大于规则波作用的总水平力;建议实际工程中采用本文的不规则波作用的总水平力及力臂拟合关系式作为设计依据。     

明基床上开孔沉箱水平力极值对应的垂直力分析

通过二维物模试验,对规则渡作用下明基床上开孔沉箱所受波浪力进行了较为系统的试验研究。分析了总水平力极值（峰、谷值）时刻对应的总垂直力与其影响因素之间的关系,给出了明基床上开孔沉箱总垂直力比值（总水平力极值时刻对应的总垂直力／总垂直力极值）与各影响因素之间的计算关系式,对开孔沉箱的实际工程应用具有参考意义。     

不规则波与开孔沉箱相互作用时沉箱构件受力的计算方法

通过不规则波与有顶板开孔沉箱正向作用的物理模型实验,分析和研究了有顶板开孔沉箱的开孔板、底板及顶板的压差以及后实体板等构件的压力分布规律。通过最小二乘法拟合得到开孔板静水位、中部以及底脚内外压差与主要影响因素的拟合关系式,利用相同的方法分析了后实体板静水位、中部以及底脚的压强分布规律并给出简化计算关系式,还分析了底板的压差及顶板压强分布并给出相应的计算式。将本文的实验结果与规则波波态下开孔沉箱构件受力的实验结果进行对比,可知在多数情况下不规则波波态下开孔沉箱构件受力较大。本文关于不规则波波态下有顶板开孔沉箱各部分构件压力分布的研究以及与规则波相应结果的对比可为开孔沉箱的工程设计提供相应依据。     

波浪作用下空心块体稳定性分析初探

通过二维物理模型试验,探讨了暗基床上空心块体在规则波作用下的失稳模式。通过试验观察发现,当空心块体内有一定高度的填料时,波浪正向作用下空心块体首先倾覆失稳。本试验测量了作用在空心块体上的波浪力,并与同尺寸沉箱所受的波浪力进行对比,结果显示在波峰时空心块体所受的总水平波浪力比相同波浪作用下的沉箱所受力小而波谷作用下空心块体所受的总水平波浪力却比相同波浪作用下的沉箱所受波浪力大。鉴于上述实验观察结果,空心块体的主要失稳模式分析方法应作进一步研究。     

波浪与开孔沉箱作用的实验研究

通过实验水槽规则波的实验,分析研究了波浪通过带开孔板的沉箱的反射率（Kr)与消浪墙的开孔率,消浪室相对宽度等影响因素间的关系,以及波浪作用下开孔沉箱所受总水平力与实体沉箱所受总水平力的比值与消浪室相对宽度,相对水深等影响因素的关系。并将总水平力比与其影响因素间的拟合关系式与《防波堤设计与施工规范》（附录）及TAKAHASHI的计算公式进行比较,从而得出有价值的结果。上述由实验得出的反射率与总水平力的经验关系式可供工程实践参考与应用。     

波浪与开孔沉箱作用的实验研究

通过实验水槽规则波的实验,分析研究了波浪通过带开孔板的沉箱的反射率(Kr)与消浪墙的开孔率、消浪室相对宽度等影响因素间的关系,以及波浪作用下开孔沉箱所受总水平力与实体沉箱所受总水平力的比值与消浪室相对宽度、相对水深等影响因素的关系.并将总水平力比与其影响因素间的拟合关系式与《防波堤设计与施工规范》(附录)及TAKAHASHI的计算公式进行比较,从而得出有价值的结果.上述由实验得出的反射率与总水平力的经验关系式可供工程实践参考与应用.     

有顶板开孔沉箱上构件所受规则波波浪力的研究

通过水槽实验研究规则波正向作用下有顶板开孔沉箱各个部分构件(前开孔板、后实体板、底板及顶板)的压力分布。分析了前开孔板静水位、中部以及底脚内外压差的变化规律,给出主要影响因素与压差的拟合关系式;分析了后实体墙静水位、中部以及底脚的压强分布规律并给出简化计算式;分析了底板压差及顶板压强的分布。以总水平力的分布为准,对前板压差、后板压强以及底板压差与总水平力之间的相位差进行考察,得到前板压差、底板压差比总水平力先达到峰值,后板压强比总水平力滞后达到峰值,并分析相位差与主要影响因素的关系。     

规则波作用下无顶盖开孔沉箱所受垂直力的实验研究

通过水槽规则波波压力实验，对规则波作用下无项盖开孔沉葙所受垂直力进行了系统的研究。给出了开孔沉葙所受浮托力及总垂直力与实体沉葙所受浮托力(总垂直力)的比值与消浪室相对宽度、相对水深，开孔率等影响因素的关系，提出了计算无项盖开孔沉葙垂直力的计算方法，为开孔沉葙的进一步工程应用提供了有价值的结果。     

立柱式钻井平台内孤立波载荷尺度效应研究

在海洋内孤立波作用下,立柱式钻井平台会产生大幅度的运动响应,影响钻井平台的作业效率与安全,其中平台内孤立波载荷的准确预测是关键。为此,以3类内孤立波理论(KdV、eKdV和MCC)的适用性条件为依据,通过构建两层流体中内孤立波对立柱式钻井平台强非线性作用的数值模拟方法,结合模型试验分析了立柱式钻井平台内孤立波载荷的尺度效应。结果表明,在大尺度条件下采用Morison公式和傅汝德-克雷洛夫公式分别计算内孤立波的水平力和垂向力仍然是可行的。此外,内孤立波载荷模型试验中,立柱式钻井平台内孤立波水平力及垂向力的尺度效应因流体黏性影响的不同而产生差异,受黏性影响较大的水平力尺度效应显著,而受黏性影响较弱的垂向力的尺度效应较弱,可以忽略。      

裸眼完井中螺旋钻孔-射孔套管力学性能分析

结合套管室内材料试验及有限元仿真分析,分别对祼眼完井中螺旋钻孔-射孔套管在不同深度的直井和水平井中承受非均匀载荷的力学性能进行分析。结果表明,随着井深增加,垂直完井和水平完井套管所受的应力和最大位移都逐渐增加;在同一井深情况下,套管无孔、螺旋钻孔、螺旋钻孔同时射孔3种状态下,随着孔眼数量和孔眼面积的增加,套管最大位移增加,最小应力减小,应力集中加剧,应力集中是降低螺旋钻孔、射孔套管强度的主要因素。研究方法和结论可为合理选择、设计套管,确定套管钻孔和射孔的孔径、密度等提供一定的理论依据。