船舶拖锚对海底电缆埋深的影响.pdf

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1、第47卷第1期船海工程V547No.l2018$2%(HIP,OCEANENGINEERINGFeb.2018DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2018.01.033船舶拖锚对海底电缆埋深的影响1,%,郑志1(1.中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州510660$2.天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072)摘要:针对工程船舶常用的大抓力锚，考虑拖锚啮土深度和影响范围，确定海底电缆的最佳埋设深度。采用模型试验值模拟的方法分析拖锚过程中船锚的轨迹;基于室内

2、模型试验结果并结合船寸，船深度与范围的理论计算方法。理计算结果值分析结果与模型试验实测数据吻合良好，验证了理论算值模拟方法的性。关键词:海；拖$深；范围;大抓力锚中图分类号：U674.34文献标志码：A文章编号：1671-7953(2018)01-0147-05国海运事业的，对最大深度及范围，在件下设计了海的程来重，其中拖锚过程拖铺试验，试验设计如图1所示。中船锚对海缆的钩挂事故的主要[1-]。海，常用将其埋设至海床以一定深度来[3-]。而海深主要取于船深度，为确定海敷设的最佳深，需准确拖锚过程中船锚的运动轨迹

3、。SaUrwalt'5]过理论模型并辅以模型试验，研究船锚在软泥中的抓底运动轨迹，但果并不适用于海床。国内外部分学者采用理论模型、模型试验、数值计算等方件下船锚抓的运动形式，并分析的重量、几何试验的模型锚采用大抓力锚，共设计制形状对深抓力的[6D1]，但考虑船作3种尺寸，从大到小质量依次为73.00、25.30初始埋深对拖锚运动轨迹的，船舶和4.70kg。拖锚最大深范围的简便计算方法。在国内外经验的基，针对工程船舶常用的大抓力锚，采用模型试验与数值模型相结合的方件下拖深度及范围的分析，对工程中确定海的最佳深重要

4、。图2模型试验锚1砂土条件下的拖锚试验试验选用中砂，饱和容重为20.5kg/m3,内!1试验设计摩擦角为33.3°，比0.61，相对密度为质量的大抓力锚在拖锚过程中的0.68。试验时由拖锚机将船锚以一定向前拖动，在杆及固定倾角仪，用来计算锚爪的收稿日期:2017-05-11修回日期:2017-07-01深度，并与锚的水平向位移进行比较。针对第一作者:徐伟（1982—），男，硕士，高级工程师件，共进行了9组大抓力锚的拖锚试验。研究方向:海线与设计见表1。1472018年船海工程徐伟，等!船舶拖锚对海底电缆埋深的影

5、响第$期第47卷表1拖方案试验组次船锚类型船铺质量/kg初始埋深1大抓力锚470深2大抓力锚470船锚半埋3大抓力锚470船4大抓力锚2570深5大抓力锚2570船半6大抓力2570船图4拖锚最大啮土深度与船锚尺寸的关系7大抓力7370深8大抓力7370船半过程中发现，锚杆的杆端在拖锚过程中始终处于9大抓力7370船面附近，，以认为船锚的最大深度L1.2试验结果仅与锚爪高R及爪最大张角大抓力锚在中的最大深度见图3。«有关，由推船锚的最大深由图3可见，在拖始阶段，船的水H=sin%xR(1&平向移动，爪尖的竖向位

6、，直到达到最中:L为船锚的最大深度;％:爪的最大大深度。通过对比可以发现，相寸船锚张角，其中大抓力铺％q35°;R爪的最大深度基本相同，和初始埋深直接。将（1&所计算值与实测值进行比关系，并且最大深船寸的而，可以得到如图5所示对比结果。40线性。35S30〇25理论公式20〇无埋深懇A15半埋+1□查埋100〇1〇2030405060锚爪长度和锚冠?

7、&度之和/cm图5拖锚最大啮土深度计算值与实测值对比由图5可见，计算值与实测值吻合良好，验证了理论公式在件下的正确性。2.2拖锚的范围船锚在拖曳过程中会对周围土体

8、大的，周围土体会明显的变形。）拖锚的范围，对船锚的拖曳轨迹进行相关分析，具体见图6。120100I80图3砂土大抓力锚锚爪啮土轨迹蟲60

9、402拖锚深度及影响范围的确定酿202.1拖锚的最大啮土深度°020406080锚冠宽度纟/cm试验结果可以，拖锚的最大深度图6砂土拖锚轨迹最大宽度与船寸存在线性关系，将两者之间的关系见图4。由图6可见，船拖曳轨迹的最大宽与由图4可见，船拖锚过程中最大深度的宽线性关系，对拖曳轨迹的最大宽度与锚爪高度之和成线性关系，在试验采用最小二乘法进行拟合，具体公式为1482018年船海工

10、程徐伟，等!船舶拖锚对海底电缆埋深的影响第$期第47卷#轨迹91销冠：%2&土物理力学参数如表2所示。中:#鳩为拖锚轨迹宽度；（宽度。将表2砂土物理力学参数(2)所计算值与实测值进行比较，可以得到密性模泊松内摩擦角力土类/(kg+m-3)/MPa比/(〇)/kPa如图7所示对

11、砂土1500200.333.1313.2数分析果3.2.173.00kg大抓力锚计算结果____拟合公式▲大抓