砂土中浅埋管道在竖向-水平荷载空间的承载力包络线研究

摘要

由于广泛采用的J形或S形直铺技术,深海海底管线往往处于浅埋状态,在运行期间管道可能受波浪、洋流或温度荷载作用而发生侧向移动,这时海床会受竖向以及水平向荷载联合作用而处于极限状态。因此,为准确评估浅埋管道在这种复合加载条件下的稳定性,采用有限元数值分析的方法研究了砂土海床中浅埋管道在竖向-水平V-H荷载(V-H)空间的承载力包络线以及主要的影响因素,并开展室内模型试验验证了数值分析结果的可靠性。研究表明,随着砂土内摩擦角??以及管道相对埋深z/D的增大,承载力包络线显著扩大但形状不变,据此分别建立了包络线尺寸的控制参数Vmax和μ0关于?和z/D的函数关系式。在实际工程中,可以将海床土性参数以及可能的荷载组合纳入到包络线中分析,来评价管道的在位稳定性。