拖航工况下半潜平台撑杆波浪砰击敏感性研究

半潜式平台在拖行过程撑杆等细长结构承受的波浪砰击对结构安全影响较大,相关船级社规范中明确要求结构分析过程中需要考虑波浪砰击载荷。基于传统势流理论的数值方法已经被广泛的应用于浮式海洋平台的水动力和砰击载荷的研究,但是对于复杂的粘性干涉效应、波浪爬升、波浪破碎和波浪砰击等实际工程问题不能够运用势流理论准确模拟。非定常的计算流体力学CFD (Computational Fluid Dynamics)方法能够较为准确解决上述问题。因此,本文以982半潜式海洋平台为研究对象,采用计算流体力学中的动态重叠网格方法和流域体积域方法VOF(volume of fluid),结合水池物理模型试验结果,对平台在拖行工况下撑杆的波浪砰击进行研究。主要对半潜平台撑杆在三种不同流速和风速的拖航工况下撑杆受到的砰击压力的敏感性进行了分析研究,分析波浪砰击下撑杆的瞬态砰击压强分布情况,得到波浪砰击压力危险区域,同时给出拖航工况下撑杆砰击压力系数的变化规律,为分析预报半潜式平台撑杆在复杂的拖航海况下受到的砰击压力提供了参考。     

基于CATIA的船舶边锚锚台放样及现场作业指导

随着船舶制造的大型化,采用大抓力不平衡锚作为边锚的船舶设计越来越多。这对船舶边锚锚系设计、制造及现场安装均提出了较高要求。边锚锚系的放样和现场作业指导是这些过程中的核心环节,其设计质量和施工效率的直接影响到锚系系统生命周期。本文基于船厂在锚系施工工作的实践经验,对边锚锚系施工设计工作的业务流程进行了介绍,基于CATIA软件,对某型船的边锚锚系进行了创成式三维放样,结合现场施工的实际需求,提出了基于CATIA的锚系现场作业指导办法,大幅提升了设计质量和施工效率。     

新型深水块石抛填和夯平一体化施工船研发应用

本文依托长江南槽一期深水航道整治工程,在深入研究现有块石水下抛填方法的基础上,研发了新型的开敞式深水快速高精度抛填和整平一体化新设备,对其可行性进行了多次测试试验,确定了装备的选型。并采用数值模拟、物模试验等结合的方法进行了结构的验算,确保设备的使用可靠性。该设备可以适应35m水深、2m/s流速,配有实时定位系统,可以实时采集抛填区域的施工效果,实现了抛填和夯平施工和质量检测一体化,通过施工数据分析,该设备达到了93%的抛填合格率,在精度提高至±20cm时合格率可达85%,整平精度可以达到5cm,创新了抛填施工的新装备,经鉴定,该装备达到了国际先进水平,可为类似设备建造选型提供借鉴。     

车辆荷载作用下桩承式加筋路基的动力特性分析

以车辆荷载作用下桩承式加筋路基为研究对象,引入黏弹性人工边界,建立了三维车辆-路基整体有限元分析模型,分析了车辆动荷载作用下桩承式加筋路基的动力响应特性。结果表明:加筋体的存在可有效减小车辆荷载作用下路基的动力响应,随加筋体层数及其弹性模量的增加,路基的动力响应减小更为显著;随着车辆荷载频率的增加,路基路面沉降及内部应力增大;路基竖向位移随桩间距的增加而增加,桩的模量对路基的动力响应也有一定的影响。     

青藏高原堆积层斜坡的滑坡特征及处治措施研究

以青海省S101省道K359+881~+929段滑坡处治工程为例,分析高原堆积层斜坡的结构特征、稳定性因素对滑坡的控制效应和诱发模式。总结了目前各类滑坡防治措施对高寒地区滑坡的适宜性。结合地质综合分析和数值模拟,论述了斜坡的滑坡机理及时空演化过程。研究表明:青海省道K359+881~+929段堆积层斜坡受到岩土体性质、坡体结构及水热变化过程等因素的影响,在冻融作用下堆积体持续蠕动,暴雨入渗使堆积体沿基覆面整体滑动,形成浅、深两层滑坡。微型桩具有柔性变形卸载特性,是一类可以优先选择的寒区滑坡支挡措施。     

深水漂卵石地层桥梁承台锁口钢管桩围堰设计与施工研究

某铁路连续梁桥主墩3号墩位于安宁河中,承台施工期水深6 m,墩位处地质主要为大粒径的漂卵石和松散卵石土,部分位置有风化岩石;承台埋置深,需要在水下开挖的基坑深度达8 m,采用了CT锁口钢管桩围堰作承台施工的围护结构。基于承台处于大块漂卵石地质或风化岩石地层,采取了先钻孔后以砂土置换卵石土层再插打锁口钢管桩工法,保证了钢管桩打入深度足够、姿态顺直,且锁口部位变形小。经现场锁口止水材料配合比设计及工艺模拟试验,选取了适宜的锁口止水材料和填充工艺,经围堰施工完成抽水后验证,锁口止水效果良好。     

水泥土搅拌桩空搅工艺在斜坡软土地基处理中的应用

针对高原斜坡软土地基处理施工中,单向水泥土搅拌桩成桩困难这一问题,结合镇雄车站地基处理施工,通过灰色软黏土原状样与重塑样的室内试验分析表明:斜坡软土成因复杂,软土成分、土层性质差别大,是导致单向水泥土搅拌桩难以成桩的主因;通过对灰色软黏土原状样与重塑样的室内试验数据分析表明,这种斜坡软土经过扰动后,无侧限抗压强度为原状土的30%左右,黏聚力为原状土的15%左右。以此为依据,提出了“增加空搅”的正反向旋转水泥土搅拌桩施工工艺,并通过工艺试验确定了工艺参数,大大提高了成桩质量。     

挤密砂桩施工远程自动监控系统设计

为了提高砂桩成桩质量和施工效率,研制一套砂桩施工自动化监控系统并进行现场应用,包括砂桩沉管行程自动监控系统、桩机电流监控系统以及远程监控系统。实测结果表明:行程监控系统可精确记录沉管下沉、上提和反插距离;电流监控系统可实时反映沉桩电流变化,通过行程和电流监控结果对比,电流监控可反映沉桩地层变化和反插效果;行程和电流数据可通过远程监控实时显示和记录。该套系统的研制可实现砂桩成桩精细化管理、解放现场监管人力,提高施工效率。     

双层开孔斜挡板透空式防波堤消浪性能研究

针对一种新型双层开孔斜挡板透空式防波堤消浪性能问题,研究挡板开孔率和挡板倾斜角度对防波堤消浪性能的影响。采用物理模型试验方法,得出其反射和透射系数、波能分布和堤后波幅频谱特征结果。结果表明,斜挡板开孔率越大,防波堤透射系数也越大,但在试验范围内,透射系数均小于0. 5;该类型防波堤对波浪有较好的消能性,对较长周期波以反射为主,较短周期波以消浪室消能为主,整体透射系数较短周期波略大;防波堤设计斜挡板比平挡板透射系数小,具有更好的消浪性能,最小透浪仅为后者的39%。