基于跨航道抛锚作业的海底管道埋深研究

摘要

抛锚作业给跨航道海底管道带来的安全风险问题越来越引起人们的关注.为了加强海底管道防冲击能力、保障管道的安全运营,针对抛锚冲击作用下的管道埋深进行研究.通过建立小尺寸抛锚冲击管道实验平台,获得了冲击荷载作用下抛锚高度、管道埋深、堆石材质等参量对管道响应的影响.并基于正交实验原理,综合分析了不同参量对管道响应的敏感性.利用有限元法对抛锚冲击管道的过程进行瞬态动力分析,进一步研究了堆石材料力学特性对管道埋深的影响.结果表明:在冲击荷载作用下,堆石层的材料特性对冲击能量的耗散起着重要作用.通过将数值分析结果与实验数据作对比,并结合DNV规范中的能量计算方法,提出了抛锚冲击荷载作用下管道最小埋深的计算方法.研究成果为海底管道的安全铺设提供一定的理论指导.