海洋典型粘性土触变强度恢复特性试验研究

针对我国南海不同区域的海洋粘土,采用落锥试验研究了土体重塑不同时间后的触变恢复特性,分析了土体强度在含水率、塑性指数、灵敏度等多种因素影响下的恢复规律。研究表明:我国南海不同海域粘土均表现出明显的触变恢复特性,且这一特性受土体多种物理因素影响显著;要格外关注灵敏度较高的土体,避免因安装初期加载过度导致破坏;在含水率w=30.2%~43.8%、塑性指数I_(p)=10.2%~19.7%、液性指数I_(L)=0.56~1.17、灵敏度S_(t)=4~7.9这一区间内,土体恢复特性随含水率、塑性指数、液性指数和灵敏度的增大分别呈增大、增大、增大和减小的趋势;土体扰动3 h,1、3、10、30、60 d时,平均恢复到其原状土强度的20.0%、22.4%、25.1%、28.6%、32.6%、35.9%。

Probability Distribution Characteristics of Strong Nonlinear Waves Under Typhoon Conditions in the Northern South China Sea

The generation and propagation mechanism of strong nonlinear waves in the South China Sea is an essential research area. In this study, the third-generation wave model WAVEWATCH Ⅲ is employed to simulate wave fields under extreme sea states. The model, integrating the ST6 source term, is validated against observed data, demonstrating its credibility. The spatial distribution of the occurrence probability of strong nonlinear waves during typhoons is shown, and the waves in the straits and the northeastern part of the South China Sea show strong nonlinear characteristics. The high-order spectral model HOS-ocean is employed to simulate the random wave surface series beneath five different platform areas. The waves during the typhoon exhibit strong nonlinear characteristics, and freak waves exist. The space-varying probability model is established to describe the short-term probability distribution of nonlinear wave series. The exceedance probability distributions of the wave surface beneath different platform areas are compared and analyzed. The results show that with an increase in the platform area, the probability of a strong nonlinear wave beneath the platform increases.

二项-二维对数正态分布及其在极端海况预测中的应用

极值分析是进行海洋灾害概率预测和海洋工程工况计算的必要方法。样本资料缺乏会影响极值分析结果的合理性。阈值法和基于复合极值分布理论的过程取样法是扩充样本的有效方法,但依然依赖于长期海况资料。为了构建一种利用短期海况资料代替传统年极值序列的极值模型,本文将阈值取样法和复合极值理论结合,建立了基于短期海况资料的二项-二维对数正态复合极值分布模型。该模型既考虑了极端海况的出现频次,又能反映不同海况要素间的相关性,同时降低了对资料序列长度的要求。将该模型应用于黄海某区域设计波浪要素的计算,结果表明二项-二维对数正态分布对短期海况序列具有良好的拟合效果,与采用长期数据所得概率预测结果相差不大,能够合理反映极端海况的概率分布特征。该模型可在海洋水文资料匮乏条件下为海岸工程设计提供可靠依据,并适用于防灾减灾领域极值预测计算。

南海西北部台风激发近惯性波频移研究

近惯性波是海洋对台风响应过程中最为重要的能量传递方式之一,其频率随深度的分布会影响近惯性波能量向海洋内部传播的速度。基于台风期间南海西北部的潜标观测资料,对涡度效应和背景流引起的多普勒效应进行分析,发现背景流引起的多普勒效应是近惯性波频率“蓝移”的主要因素,近惯性波频率大于当地惯性频率,并且频率随着深度增加而增加。深度在200 m以浅,背景流多普勒效应为负;深度在200 m左右,多普勒效应趋于0;深度在230~400 m,多普勒效应为正。在230~400 m深度,背景流强度达到最大,其方向与近惯性波传播方向接近,因此由其引起的多普勒正频移也最大,观测结果显示近惯性波频率偏移也最大。该研究对加深海洋对台风响应过程的认识,特别是近惯性波在背景流结构复杂海域(如西边界流区域)的传播具有重要作用。

水下生产系统基础型式对比分析

介绍了目前应用较为广泛的水下生产系统的基础形式,如防沉板基础、筒型基础和打入桩。研究了这3种基础的结构特点,并从基础的承载能力、安装性能、制造工艺、适用条件、经济性等多个角度进行对比分析。结合海洋油气开发日向深水挺近的趋势,展望了不同基础类型的应用前景。

海上平台生活楼标准化研究

为了规范和提升海上平台生活楼设计水平,进行了海上平台生活楼标准化设计技术的探索和研究。针对80人浮托安装和吊装安装的生活楼开展标准化研究工作。研究内容包括目标生活楼的总体布置方案、结构方案的标准化设计,形成一套具备在一定条件下可标准化的80人生活楼设计文件,包括舾装布置图、浮托方案结构图纸和吊装方案结构图纸。

海洋平台空调机组振动对生活楼结构动力影响分析

为研究空调机组振动对生活楼结构的动力影响,利用ANSYS建立海上平台生活楼模型,通过谐响应分析和动力分析,对生活楼的振动加速度和振动位移开展敏感性研究。结果表明:生活楼发生共振频率较高;结构振动加速度对激励频率较敏感,结构振动位移对激励幅值较敏感;空调机组位于生活楼顶层,导致顶层房间受空调机组振动影响较大。增加空调机组底座缓冲材料和生活楼顶层甲板横梁刚度等能够有效抑制生活楼局部振动。