海底电缆堆石保护方案研究

摘要

随着海底电缆线路数量的不断增加，海底电缆在近海区域由于船锚钩挂造成的故障日益频繁。使得关于海底电缆保护的研究显得很有必要。
　　目前，国内对海底电缆多采用堆石保护方案。但是堆石保护层的宽度和厚度缺乏理论化的定量标准。
　　本文针对海底电缆堆石保护方案这一问题开展一系列研究工作，主要内容如下：
　　1、进行物理模型试验，分析船锚噬入堆石保护层的深度范围以及拖锚对堆石保护层的破坏情况。通过船锚噬入深度试验，总结锚噬入深度与锚爪长度的关系；通过拖锚对边坡破坏试验，总结多次拖锚对边坡产生的破坏情况。
　　2、进行数值模拟分析，还原物理模型试验的拖锚过程，验证数值模型的可靠性，并进行原型尺寸锚噬入堆石层深度分析。
　　3、进行锚在堆石层中的受力分析，以物理模型试验中的受力数据为依据，验证了船锚抓重比的范围。依据船锚质量确定船锚拉力，再结合拖锚数值模拟的噬入深度数据，推导船锚受力公式，并给出依据船锚受力推算船锚噬入深度的方法。
　　4、设计在第一次拖锚已经破坏堆石保护层表面的情况下，保证第二次拖锚电缆仍然安全的堆石保护方案，并给出堆石体稳定性的验算方法。
　　本文研究了船锚在堆石体中的拖锚运动，给出了一种合理可行的堆石保护层设计方案。

目录

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作

1.4本文的研究意义和创新点

第二章船锚噬入深度试验研究

2.1试验设计

2.2霍尔锚试验过程与现象

2.3 AC-14型锚试验过程与现象

2.4试验数据及分析

2.5本章小结

第三章拖锚对边坡破坏试验研究

3.1试验设计

3.2试验过程与现象

3.3试验数据及分析

3.4本章小结

第四章堆石中拖锚的数值模拟

4.1 ABAQUS软件简介

4.2耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)分析法简介

4.3有限元模型的建立

4.4噬入深度的有限元模拟结果

4.5有限元模拟结果与模型试验结果的比较

4.6原型尺寸锚拖锚分析

4.7本章小结

第五章锚在堆石体中的受力分析

5.1船锚噬入深度试验的受力数据

5.2受力分析理论公式推导

5.3受力公式推算船锚噬入深度

5.4本章小结

第六章堆石保护方案设计

6.1堆石保护方案简介

6.2船锚重量(尺寸)的确定

6.3堆石体的深度H和宽度B

6.4堆石体的推荐尺度

6.5堆石体抗滑稳定性验算

6.6本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录A 船舶舾装数与锚重对应关系

致谢