姜中雷，冯爱民

（海洋石油工程股份有限公司，天津300452）



基于API规范的渤海湾海洋石油平台抗冰结构设计分析研究

姜中雷，冯爱民

（海洋石油工程股份有限公司，天津300452）

摘 要：海冰物理力学特性是冰区海上结构物强度设计的一个重要准则，只有合理选用海冰物理力学特性值，才能使冰区海上结构物的设计更加经济合理。而海冰是一种性质极其复杂的天然材料，其物理力学特性受冰温、冰盐度以及它的晶格结构、受力方向、加载速率等诸多因素的影响。在不同气候环境条件下海冰具有不同的形态，有平整冰、重叠冰、堆积冰、冰脊、冰山等形态。不同海冰形态、不同的地区、不同的气候、不同的海水的盐度、不同的海冰内盐水体积、不同的光照时间等因素都会导致不同的海冰物理力学特性。

关键词：渤海湾；堆积冰；力学；美国API

APIRP2N-1995规范中说明海冰的物理力学特性受到冰晶结构、海冰温度、盐度、孔隙率和盐水体积等的影响。海冰的性质包括冰的比重、冰与其他材料的摩擦力、弹性模量和泊松比等参数，给出了各参数的取值范围或计算公式。同时规范还给出了海冰单轴抗拉强度、单轴抗压强度、多轴抗压强度、挠曲强度、剪切强度及冰黏附强度的取值范围，并综合了国外在海冰的物理力学特性领域的研究成果，给出了单轴抗拉及抗压强度与应力率、孔隙率和温度的关系曲线。API规范中对海冰性质和海冰强度的说明主要针对Beaufort Sea，Chukchi Sea，North Sound，Navarra Basin，Cook Inlet等北冰洋海域。北冰洋海域的气候条件和海冰等级与渤海海域完全不同，因此API规范仅能作为参考。……