杨政龙，余建星，陈海成，余 杨，段晶辉



深海管道在冲击载荷作用下的局部屈曲特性研究

杨政龙1, 2，余建星1, 2，陈海成1, 2，余 杨1, 2，段晶辉1, 2

(1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072；2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 200240)

水下落物撞击是海底管道的主要事故形式之一，而深水环境下的落物撞击是高静水压联合落物冲击载荷作用下的结构响应过程．采用LS-DYNA有限元软件建立了管道、海床数值模型，模拟外界水压和冲击载荷联合作用下结构动态响应过程，并通过全尺寸落物撞击实验结果验证了模型方法的可靠性．利用验证的模型方法，研究了外界水压对管道碰撞损伤及屈曲失稳的影响.研究表明：落物撞击主要对管道结构的初始稳定性造成影响，静水压力的附加做功加剧了管道的局部塑性变形．同时，随着外界水压增大，碰撞初始阶段的塑性变形越大，甚至在高静水压作用下发生即刻的屈曲失稳破坏．研究结果对复杂动力载荷作用下深海管道结构安全评估具有一定的参考价值．

海底管道；凹陷；落物；屈曲

海底管道是海上油气工业输送和储运体系的重要模块，在海洋油气资源开发中发挥着极为关键的作用[1]．面对深海复杂恶劣的环境载荷和随机多样的第三方破坏，管道在安装、运营和维护阶段都面临着巨大的安全隐患[2]．近年来，国内外经常发生海底管道失效泄漏事故，造成巨大的环境污染和经济损失，其……