屈 衍 黄子威 邹 科 尹昊阳 张大勇

∗(南方科技大学前沿与交叉科学研究院，广东深圳 518055)

†(大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连 116024)

引言

在结冰海域，桥梁、灯塔、海洋平台、风电基础结构都会受到海冰的作用.冰速较慢时，海冰会引起结构频率锁定振动，导致结构发生持续时间较长、振幅较大的简谐振动，这是海洋工程结构在海冰作用下的一种典型危险工况.美国阿拉斯加库克湾的海洋平台[1]、北欧的灯塔与航标[2-4]以及我国渤海的石油平台都曾因严重的频率锁定振动而导致结构倒塌[5].此外，频率锁定振动还导致加拿大Molikpaq 沉箱式平台基础砂土液化[6]以及俄罗斯萨哈林海域油气田停产[7].

为解决频率锁定振动问题，学者们进行了大量的研究.Bjerkås 等[8]、Nord 等[9]分析了Norströmsgrund 灯塔上发生的60 余次频率锁定振动数据，统计了频率锁定振动发生时的冰厚、冰速等条件，描述了载荷与振动响应情况.文献[10-17]对室内和中尺度试验进行了总结，对室内试验中海冰与直立结构作用时的不同破碎形式进行了分析.Liu 等[18-19]基于离散元方法研究了海冰与船体和海洋平台结构间的相互作用.2015 年德国HSVA 冰池实验室开展了IVOS 项目，对频率锁定振动问题进行了试验研究[20-23].试验中对冰载荷及结构响应进行了同步测量，验证了海冰在其与结构接触面上的破碎及载荷的同步性.

综合多年现场测量与试验研究，学者们提出了两种频率锁定振动的发生机理.文献[24-26]认为频率……