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天津大学

硕士学位论文

拖曳锚嵌入运动轨迹的理论预测模型

姓名：杨涵婷

申请学位级别：硕士

专业：港口、海岸及近海工程

指导教师：刘海笑

20090501
摘要关键词：拖曳锚是深海系泊系统的重要组成，但在工程应用中仍存在无法精确定位的技术障碍，准确预测其在海床土中的嵌入运动轨迹具有重要意义。拖曳锚与拖曳缆绳直接相连，二者在拖曳过程中表现为相互耦合的关系。研究表明，拖曳锚嵌入运动中拖缆存在反悬链效应、锚板存在极限嵌入深度。研究拖曳缆绳在海床土中的反悬链特性和极限嵌入深度，对于提高拖曳锚的拖曳嵌入性能、准确预测拖曳锚的嵌入运动轨迹以及解决工程应用中新型拖曳锚的精确定位问题，均具有重要意义。本文从理论上研究拖曳锚的嵌入运动轨迹。在对拖曳锚嵌入运动特性作出分析的基础上，抽象出锚以拖缆长度为半径绕拖缆嵌入点作圆周运动的运动模型。将理论框架分为理想状态和实际状态：理想状态下不考虑土体对拖曳缆的作用，假设拖缆始终处于绷直状态且长度不变，同时引入拖曳距离的表达式得出了理想状态下的轨迹表达式。实际状态下，考虑嵌入点的变化和嵌入缆的反悬链特性，提出了拖曳缆有效缆长的概念。通过对反悬链方程的求解推求有效缆长，继而得出了实际状态下的轨迹表达式。通过分析锚板和嵌入缆的极限受力平衡及二者的耦合作用，分别建立了锚板在粘土和砂土中极限嵌入深度的表达式。极限嵌入深度的成功求解为确定拖曳所需最短缆长提供了基础。对于特定的土体和锚板，通过确定极限嵌入深度得到在此状态下的有效缆长后，即可得出对应的锚板嵌入运动轨迹。最后，通过变换参数的取值，考查了相关参数对轨迹的影响。拖曳锚反悬链有效缆长极限嵌入深度
ABSTRACTWORDS：dragtrajectoryth她inoftrajectoryanalyzingdifficultiescatenaryKEYcatenary,effectiveDraganchoriSimportantelementindeepwatermooringsystems．Buttheresometechnicalpositioningapplication．Itissignificantexactlypredictthekinematicofdraganchorsseabedsoils．Thedirectlyconnectedchain，SOtheycoupleddragging．Researchshowsembeddedmovementanchors．thechainwilldisplayprofilewithandreachultimatedepth．Investigatingcharacteristicdepthhaveeffects．includingimprovingdraggingperformance，predictingexactly,andsolvingengineeringapplication．Thistheoreticalstudyforpredictingsoils．Onbasischaracteristicsanchors．thisforwardmodelthatperformscirclemotionaroundpointline．takinglengthradius．Theframeworkdividedintoidealactualstate．Instate．thesoil．chainconsidered．Expressionsbederivedfromintroducingdrag-distance，onassumptionlinetightconstant．Inchangetakenaccount．Thispapereffectiveline．TheIineobtainedbyequationthenexpressionstatederived．soilclayestablished，bylimitforceequilibriumchain．togetheranchor—chaincouplinginteraction．Successfullygettingsolutionprovidesfoundationdeterminingshortestline．Forspecificanchor’thethisascertainingdepth．andcorrespondingderived．Finally,theefrectrelatedparameterswilIobservedchangingvalues．anchor，reverseline，accuratetogreatproblemspresentputinteractionnotproposeconceptallaretOareve