[發明專利]一種海底滑坡塌塊對海底管道沖擊力的預測方法

有效

• 申請號: 202011483385.3
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112734081B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 羅才松;王楓軒;付朝江;高穎;詹金武;陳華艷;喬惠云;王啟云
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F30/20;G01L5/00;G06F119/14
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

1.一種海底滑坡塌塊對海底管道沖擊力的預測方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：確定海底滑坡塌塊的厚度z、塌塊沿滑坡軸線方向上的長度l和垂直于軸線方向上的寬度w；

步驟S2：確定海底滑坡的滑動范圍，包括沿滑坡軸線上的長度L和垂直于軸線方向的寬度W；

步驟S3：確定出沿滑坡軸線方向上的滑塊數目p和垂直于軸線方向上的滑塊數目q，其中p＝L/l，q＝W/w；

步驟S4：確定滑坡所在的斜坡坡度α；在斜坡上放置角度傳感器測得；

步驟S5：確定最下方塌塊中心離海底管道中心的垂直距離h₁；

沿著塌塊下滑的方向，現場實測出最下方塌塊中心至海底管道中心的長度L_s，h₁＝L_ssinα；

步驟S6：確定塌塊土體的密度ρ：利用鉆探在塌塊處取原狀土樣，利用環刀法測試得到其密度ρ；

步驟S7：確定塌塊的水下質量m；

m＝lwz(ρ-ρ_w)其中，ρ_w為海水密度；

步驟S8：確定硬層下方的軟弱層，即滑動面處土體未液化時的粘聚力c₀和內摩擦角在滑動面處采用鉆探取原狀土樣，進行直剪試驗，測得未液化土體的粘聚力c₀和內摩擦角

步驟S9：確定滑動面處土體粘聚力和內摩擦角隨波浪循環荷載的衰減公式；

步驟S10：確定海底滑坡滑動時滑動面處土體的臨界粘聚力c_crit和臨界內摩擦角

步驟S11：確定最下方，即第一排塌塊沖到海底管道時的速度v₁，根據運動學原理，速度v₁為：

步驟S12：確定第一排塌塊沖到海底管道的瞬間沖擊力F_d1；

F_d1＝0.5mv₁²q；

步驟S13：確定第一排塌塊沖到海底管道的靜止推力F_s1；由力學平衡原理，推導出靜力推力為：

步驟S14：確定第二排塌塊沖到海底管道的瞬間沖擊力F_d2；

F_d2＝F_s1+F_d1

步驟S15：確定第二排塌塊沖到海底管道的靜止推力F_s2；

F_s2＝2F_s1

步驟S16：確定第三排塌塊沖到海底管道的瞬間沖擊力F_d3；

F_d3＝F_s2+F_d1

步驟S17：確定第三排塌塊沖到海底管道的靜止推力F_s3；

F_s3＝3F_s1

步驟S18：確定第i排塌塊沖到海底管道的瞬間沖擊力F_di；

F_di＝F_s(i-1)+F_d1

步驟S19：確定第i排塌塊沖到海底管道的靜止推力F_si；

F_si＝iF_s1

步驟S20：確定最上一排，即第p排塌塊沖到海底管道的瞬間沖擊力F_dp；

F_dp＝F_s(p-1)+F_d1

步驟S21：確定最上一排，即第m排塌塊沖到海底管道的靜力推力F_sp；

F_sp＝pF_s1。

2.根據權利要求1所述的一種海底滑坡塌塊對海底管道沖擊力的預測方法，其特征在于：所述步驟S1的具體內容為：所述厚度z由在塌塊處進行鉆探得到，或在塌塊處進行聲納掃描得到，長度l和寬度w由聲納掃描得到。