海底管线与砂质海底的相互作用研究

本课题研究水动力条件下流、固、土三者的耦合作用对海底管线侧向稳定性的影响。采用模型试验为主，数值计算为辅的方法进行研究。试验在带有砂盒的U型振荡流水槽中进行。对试验结果进行无量纲分析，首次得到了管重和水动力参数之间的关系。弗罗德数Fr和无量纲管重G间的线性关系成为管道稳定状态的临界线，从而可以得到一种简单明了的管重设计思路。这种关系反映了水粒子速度土性管径和管重之间的关系，具有明确的物理意义，克服了前人管土作用研究中物理机制不够清楚和经验性很强的缺点。试验结果表明冲刷是流固土耦合的一个重要现象，土中渗流起着重要作用 。为此采用多也弹性介质的本构模型进行数值计算，得到与实验现象一致的计算结果。