海底滑坡对管线冲击力的数值分析

论文类型：

期刊论文

第一作者：

王忠涛

合写作者：

王寒阳,杨庆,张宇

发表时间：

2018-09-29

发表刊物：

岩土工程学报

文献类型：

J

卷号：

41

期号：

3

页面范围：

567-573

ISSN号：

1000-4548

关键字：

海底管线;海底滑坡;CFD模拟;悬跨高度

摘要：

输送原油和天然气的海底管线常处于复杂的海洋地质环境,在海底滑坡的冲击下可能发生失稳破坏.以往研究成果多集中讨论海底滑坡对悬跨管线的冲击力,但对置于海床表面的管线受不同角度海底滑坡的冲击作用讨论较少,也未深入讨论悬跨高度对管线受海底滑坡冲击力的影响.基于Herschel-Bulkley模型,采用计算流体动力学CFD法模拟了不同冲击角度下海底滑坡对置于海床表面管线的作用力,对比已有模型试验成果提出了管线纵向和轴向阻力系数的计算公式.按照土力学方法对CFD数值计算结果重新整理,指出土力学和流体力学方法在计算管线受海底滑坡冲击力方面的实质对应关系,并给出管线破坏包络线的解析表达式.随后讨论了悬跨高度对管线受力的影响,最后提出了综合考虑冲击角度和悬跨高度影响的海底滑坡对管线作用力的计算公式.研究成果对海底路由选址和海底管线设计具有一定的应用价值.