海底管線災(zāi)變機(jī)理及TDR監(jiān)控研究

波浪及地震引起的海床液化和滑動(dòng)是海底管線災(zāi)變的主要原因，合理的海底管線安全評(píng)價(jià)方法建立在對(duì)海床液化及海床滑動(dòng)準(zhǔn)確預(yù)估的基礎(chǔ)之上。本項(xiàng)目主要采用空心圓柱試驗(yàn)?zāi)M復(fù)雜應(yīng)力路徑下的粉砂土的液化全過程，反映流動(dòng)液化和反復(fù)流動(dòng)的性態(tài)，并采用統(tǒng)一的本構(gòu)關(guān)系數(shù)值模擬海床液化和后液化位移情況。在此基礎(chǔ)上建模分析液化砂土中海底管線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（上抬或下沉），以及粘塑性流滑海床中海底管線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（滑移），并最終完善液化及流滑砂土的粘塑性模型及其參數(shù)測試技術(shù)。研究海底管線TDR監(jiān)測系統(tǒng)中同軸電纜的規(guī)格和埋入方式，探討TDR系統(tǒng)的布線和監(jiān)測方法，研究同軸電纜的反射波性狀和管道損傷、海床滑移量的相關(guān)關(guān)系，提出工程監(jiān)控的預(yù)警指標(biāo)及其確定方法。本項(xiàng)目研究成果有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。 2100433B

海底管線投產(chǎn)后不受水深、地形條件限制，可連續(xù)輸送油氣，效率高。海底管線使用技術(shù)條件與陸地上相同。由于修理困難,在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮原油性質(zhì),并根據(jù)管線周圍的氣象、海況、地形、地質(zhì)等資料，合理選擇管線的走向、規(guī)格和結(jié)構(gòu)，以確保安全使用。

海底管線的鋪設(shè)方法 有三種：①海底拖曳法。管線在陸上預(yù)制后下水,沿管線布置一定數(shù)量的浮筒,使管線浮離海底，再用絞車或拖船把管線拖到鋪設(shè)位置。此法適用于鋪設(shè)淺海短管線及穿越狹窄水道的管線。如北海一些油田用這種方法鋪設(shè)平臺(tái)與平臺(tái)間的管線。②漂浮法。管子先在陸地焊成許多長管串，用浮筒拖到海上鋪設(shè)位置，用駁船接長后撤掉浮筒，使管線下沉到預(yù)定位置。優(yōu)點(diǎn)是拖力小,設(shè)備簡單。但受氣候影響太大，而且一旦開始工作就無法中斷，只能用于鋪設(shè)工期短、規(guī)模小的管線。③鋪管船鋪設(shè)。船上設(shè)有錨泊系統(tǒng)、焊接站、探傷站、張緊器及托管架等設(shè)備。鋪管時(shí)船按鋪設(shè)線路就位并拋錨定位。預(yù)制好的管段在船上接長后從托管架上進(jìn)入水中，鋪管船靠錨泊系統(tǒng)逐步前移，焊完一段前進(jìn)一段。這是目前通行的鋪管方法。截至1982年止世界上約有70艘鋪管船，最大鋪管水深可達(dá)200m，能鋪直徑1120mm的管子。

通過室內(nèi)土性試驗(yàn)，尤其是剪切帶的形成和發(fā)展過程的測試，建立描述剪切帶形成過程及峰后土體力學(xué)特性的模型。據(jù)此揭示上坡漸進(jìn)累積破壞的機(jī)理，形成有限元分析理論并研制相應(yīng)的程序，提出TDR監(jiān)測上坡穩(wěn)定的系統(tǒng)理論和方法，形成一套基于土體漸進(jìn)累積破壞的土坡穩(wěn)定分析方法和監(jiān)測系統(tǒng)，并通過示范性工程驗(yàn)證。 2100433B