海底管道热屈曲及管土相互作用研究

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1、⑧论文作者签名：堑薹垄指导教师签名：—乡么幺红万方数据／r论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：评阅人6：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：2翌砼绎笸目么旦万方数据Globalbucklingofsubseapipelinesandpipe-soilinteracfion⑧Author’Ssignature：笠臼!：丝篁坦直一‘■‘Supervisor7Ssignature：ExternalReviewers：ExaminingCommitteeChairpers

2、on：ExaminingCommitteeMembers：一凼塑型鱼．Z!竺塑Z：Dateoforaldefence：2旦f纪厶正万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得湖嘲【大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位敝储虢修夸签锢期：砂彤年乡月加日学位论文版权使用授权书

3、本学位论文作者完全了解烫邀兰有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权—逝江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：弓磁歹勿午签字日期：劢f净多月己J日导师签名：签字日期：功f睁／月产日万方数据致谢于求是园求学，不觉己五载。在最后大论文即将成文之际，回首五年来的求学历程，心中充满了感激和喜悦，谨以此文对多年来给予我

4、无私帮助和关怀的良师益友以及亲人表示最真挚的感谢。首先需要感谢我的导师王立忠教授。在王老师多年的悉心指导下，学生才得以顺利地开展了论文的研究工作，从最初论文选题到最终论文定稿，字里行间无不凝聚着导师的诸多心血，在论文完成之际，谨向导师致以诚挚的谢意!王老师学识渊博，在学术上的深厚造诣以及对问题关键的精准把握和独到见解使学生在读博期间受益匪浅。导师丰富的实践经验和开明的处事态度是我学习的榜样，而严于律己、不断追求的治学态度更是鞭策我不断进步的动力。导师为人谦逊、待人豁达，多年来在学习生活各方面，均给予学生无私的关

5、怀和教诲，学生向导师汲取学识有限，但所获的为人处世之道却可终身受用，在此向导师致以崇高的敬意!感谢课题组的兄弟姐妹们：李玲玲、宋华、陈永伟、袁峰、钟润辉、朱幸科、王湛、吴有霞、斯丽莎、李兆超、贺瑞、余璐庆、马丽丽、谢永贵、蒋弘毅、何奔、孙廉威、张举、龙凡、沈侃敏、李凯、陈柯星、李宏伟、王宽军和汪轶群等。学术上的讨论交流给予了我很大的帮助，同时课题组互相关怀、大家庭般融洽的氛围，为我的求学道路上增添了无尽的欢乐和温暖。感谢09秋博的所有同学们，是你们的相伴让我体会到了求是园中学习生活的愉悦。感谢我最尊敬最可爱的父

6、母，正是你们无私的爱、不计回报的关怀和鼓励，才使得我完成了近二十年的求学之路，获得的每一份成绩都离不开你们的栽培，取得的每一点进步都离不开你们的指引，惟有奋发图强以感养育之恩!感谢我的女朋友余小娟，正是你一路走来对我生活上的帮助和学术上的鼓励，使我能顺利走完这五年的学术之路。最后，衷心感谢评阅我的博士学位论文和出席论文答辩的各位专家学者，感谢你们在百忙之中给予的指导!施若苇2014年4月于求是园万方数据摘要自20世纪70年代以来，深海石油开发成为石油工业的一个重要前沿阵地。在墨西哥湾、巴西以及西非等地的深海石油

7、开发已取得了重大的进展。我国目前正在开发东海油气田，在南海1000米水深范围内也发现了丰富的油气资源。随着海上石油工业向越来越深的海域推进，管道工作压力不断增大，其设计温度普遍达到或超过1000C，海床摩擦力约束管道受热膨胀会导致管道中产生巨大的轴向压力，进而发生整体热屈曲。屈曲破坏是当前造成海底管道破坏的主要因素之一。目前关于海底管道整体热屈曲的研究主要包括两个方面，第一是管道在热应力作用下的整体结构响应，第二是管道整体热屈曲过程中管土相互作用的机制和模拟方法。本文围绕以上两个方面展开研究：从解析和数值的角度

8、，对海底管道整体热屈曲理论进行了补充和完善；通过有限元数值方法，研究了管土相互作用过程中土体破坏模式的变化，对现有管土相互作用模型的适用范围进行了分析和讨论。本文在管道整体热屈曲和管土相互作用方面完成了以下工作：1．提出了外力触发管道竖向热屈曲和侧向热屈曲的理论模型，给出了触发力和管道临界屈曲温度，临界屈曲轴力之间的关系。2．建立了管道在软弱海床上竖向热屈曲的理论模型，分析了海床抗力对