走锚预报方法的研究

通过对单锚泊船走锚机理的分析，提出一种利用测力传感器测定锚链张力的，对锚泊船进行走锚预报，并可连续监测抛锚和起锚全过程锚链的受力情况，以判断锚是否抓底或离地，可大大提高锚泊的安全性。     

基于锚链状态监测的锚泊安全评估

针对锚泊船在强风中容易走锚的情况，提出了根据锚泊船锚链受力状况，对锚泊状态做出分析的一种安全评估方法．对锚链的监测主要是观测锚链在锚链筒处与铅垂线的夹角，据此可以估算出锚泊船所受到的外力大小．然后将外力与锚泊力进行比较，从而可以判断出锚泊船是否处于安全状态．     

锚泊状态下锚链作用力的计算方法

分别给出三种锚泊状态，即船体运动比较平缓、大风浪和走锚下求解锚链对船体作用力的方法．对于有铺底锚链时的静态锚链作用力的计算，着重介绍了两种新的方法——迭代法和优选法．最后通过计算实例，得出了若干结论．为实现完整的锚泊仿真系统提供了重要的理论基础。     

船舶锚泊操纵运动预报与分析

结合船舶操纵模拟器的开发,建立了船舶锚泊操纵运动数学模型,以预报分析船舶在锚泊操纵全过程中各种动态运动响应.提出了一种较为合理的锚抓底力的数学计算模型,并计入抓底走锚等影响,给出了具体的数值计算方法.整个模型包括：水面船舶采用MMG模型来进行建模,并计入低速时水动力的影响;水下锚链因其运动是一种三维动态运动,采用针对海洋缆索系统的集中质量法来描述其运动;锚自身因其尺度很小,在确定其抓力的基础上将其视为锚链的一个节点,溶入到锚链的运动控制方程中去.最后,应用该模型对一水面船舶进行了锚泊操纵运动计算,并对比分析了不同情况下的锚泊操纵性能,给出了一些规律性的定性结论.     

船舶走锚预警系统

由于船舶数量的增加及船舶大型化,各国港口锚地船舶密度迅速增大．日益增长的船舶走锚事故给各国造成了巨大的损失．通过对走锚船的调查和分析发现,它们存在一个共性问题,那就是中间的预警环节做得不够,做不到定量把握．也就是说,没能对锚泊船状态进行有效地监控．为了有效地解决这一问题,在充分分析锚泊船受力特点的基础上,经过对国内外研究成果的整理和分析,同时借鉴一些实船试验,提出了几个相关处理器的运行机理,并最终完成了船舶走锚预警系统的初步研究．     

锚泊浮船坞的水动力性能

提出了一种浮船坞锚泊系统响应分析的数值计算模型,运动方程在时域内求解．三维混合积分方程法用于计算浮船坞在频域内的水动力系数和波浪扰动力,并消除了不规则频率的影响．假想作用力法用于模拟锚泊线的作用,考虑了锚泊线的弹性和流力作用．计算和实验证明,在锚链中设置块重能减小浮船坞的最大运动幅值及锚链张力峰值．由于波频运动的影响,交叉锚泊系统其锚链所受的张力幅值比开式锚泊系统大,从而使得交叉锚泊系统锚链的疲劳寿命比开式系统短．     

天津港锚地大风条件下锚泊船安全评估系统

为保障大风期间船舶的锚泊安全,根据天津港锚地的具体情况,计算大风条件下天津港各锚地的安全出链长度和船舶之间的安全距离,制定天津港锚地大风条件下的锚泊船预警标准,建立可用于上述条件下的锚泊船实用安全评估模型.在此基础上,研制天津港锚地大风条件下的锚泊船安全评估系统软件.该软件可根据气象部门提供的大风风速预报,提前若干小时动态直观地给出天津港各锚地在未来大风条件下的预警等级,使得海事管理部门在大风来临前能够对锚泊船的锚泊状态进行安全确认,以减少大风来临时走锚和碰撞事故的发生,达到保障船运企业安全生产、提高经济效率的目的.     

船舶撞击锚泊防撞系统的能量平衡关系分析

为了研究船舶撞击锚泊防撞系统过程中的能量平衡关系,根据动能定理和锚链力求解方程,计算船舶正面撞击锚泊拦阻系统时锚泊系统的动能和力做的功,主要考虑船的动能、锚与海底的摩擦力做的功以及锚链力做的功.在模型实验的基础上进行分析计算,结果表明,船舶的动能变化量基本上等于摩擦力和锚链力做功之和.说明摩擦力和锚链力做功抵消船舶动能可以作为拦阻系统初步设计的基本条件.     

浮体锚泊系统计算分析

利用数值方法研究了锚泊浮体在风、浪、流联合作用下的运动响应和锚链线张力变化规律.采用的数学模型主要包括三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型.在数值计算中,分别采用有限差分法和频域格林函数法求解三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型得到锚泊系统的总体刚度和浮体的水动力参数,据此求解锚泊浮体运动方程,得到锚泊浮体的运动响应和锚链线上的张力变化.对一锚泊半潜式海洋平台的实际校核应用证明,本方法可以提供具有工程精度的锚泊性能预报.     

深水半潜式平台模型试验与数值分析

以一座工作水深为1.5 km的深海半潜式钻井平台及其锚泊系统为例,对其在280 m等效截断水深锚泊系统系泊下的6自由度运动和锚链受力进行模型试验研究,缩尺比取为1∶70.采用非线性时域耦合分析法对原深海半潜式钻井平台系统进行数值分析,并将模型试验和数值分析结果进行比较.结果表明:等效截断水深锚泊系统在静力方面可较好地模拟全水深锚泊系统,动力相似上的不足导致其锚链受力最大值与全水深锚泊系统的相差较大;截断水深模型试验对全水深锚泊系统系泊下的半潜平台运动响应的预报较为可信,而平台锚系的受力情况需辅以数值模拟进行研究.     

煤巷锚杆支护质量的应力波检测技术

针对常规锚杆支护质量检测方法多为有损检测的情况,提出一种基于应力波的无损检测技术。根据声学理论,建立锚固检测理论模型,并设计了检测系统。分析表明,该技术应用波的振动耦合传输特性和声学特性来反演锚固体的质量状况,可用于检测锚固单元间岩体的稳定性及锚固体系的完整性。该研究可为煤巷整体状况的预测提供技术支持。     

水中浮体锚碇力比较研究

主要对浮体系泊锚碇进行系统研究,并侧重对新近出现的大重量砼锚碇块的稳定和系住力进行探讨,建议其锚碇力仍采用原近似计算公式,其中锚的抓力系数可按本研究推荐采用的按锚碇块不同施工方法及埋置深度而异的抓力系数。锚链不同仰角θ对锚抓力系数的影响按所附实验曲线查取。波浪的动力影响,由于资料有限尚不足以给出定量值而只能定性描述。后应加强成功经验的积累和出事现场的调查分析,推荐公式各系数的应用值仍应采用对比研究     

锚桩静载试验法考虑锚桩影响的讨论

随着高层建筑的出现,桩基的应用越来越广泛,因此桩基静载试验成为保证桩基工程质量的重要环节。针对锚桩静载试验法,运用有限元方法并结合具体工程实例,分析了不同锚桩方案对试验结果的影响。结果表明,利用工程桩作为单桩竖向承载力试验的锚桩对试验结果是有影响的;随着锚桩与承压桩距离的增大,锚桩的影响将会减小,工程中应保证a(锚桩距承压桩距离)足够大。当荷载不断增大,土体进入塑性状态后,土层承压能力减弱,锚桩的影响将很小,可以忽略。     

扩大头锚杆研究进展综述

笔者从扩大头锚杆类型、适用性、承载特性、破坏模式、参数研究五个方面综述了近年来扩大头锚杆的主要研究成果,得到如下认识：（1）新型扩大头锚杆的类型较多,大部分不依赖扩孔技术,施工便捷,但新型扩大头锚杆的适用范围相对较窄,一般仅适用于软土地层。（2）常规扩大头锚杆的适用性相较于普通锚杆要广泛,在软弱土地层中也能发挥较好的支护效果,但在黄土、膨胀土和冻土等特殊土地层中的适用性还有待研究。（3）极限承载力是扩大头锚杆承载特性方面的核心内容,但已有理论存在经验值过多、经验系数取值范围大、计算公式尚未形成统一认识的缺陷,同时关于扩大头锚杆轴力、剪应力的研究仍属于扩大头锚杆承载特性的研究空白区。（4）对于扩大头锚的破坏模式,已有研究多是对试验现象的阐述说明,缺乏对现象背后力学机理的解释。（5）扩大头锚杆本身具备较多的可研究参数,目前研究主要集中在扩大头长度和直径,缺乏如扩孔段数、锚固角等各参数以及参数之间的组合研究。     

复合分散型锚索的试验研究

介绍了一种新型荷载分散型锚索——复合分散型锚索,并介绍了它的基本试验情况,根据试验结果,指出在相同条件下,复合分散型锚索能够克服传统锚索的多种缺陷,从而获得更大的承载力.复合分散型锚索施工工艺并不复杂,性价比高,具有很好的应用空间.     

拉索锚头锚固强度的可靠性分析

采用低廉的锌基重溶合金钎料和新型钎剂制作斜拉结构拉索锚头。根据可靠性和数理统计理论对拉索锚头钎料的锚固强度进行分析，并结合工程实践推导出简单、实用的拉索锚头锚固强度的计算公式。     

锚杆锚固质量的定量分析方法

提出一种用于评价锚杆锚固质量的定量分析方法。基于小波分析和人工神经网络建立了用于识别锚杆杆侧刚度系数的神经网络模型,利用样本对所建立的神经网络进行训练,为锚杆系统的锚固质量评价提供了一个有效的智能化的手段;通过对不同围岩下完整锚杆的数值模拟结果进行动力参数识别,得到了完整锚杆杆侧刚度系数与围岩弹性模量的关系曲线及相应的二次拟合公式,以此可作为锚杆锚固质量的衡量基准;提出了用于描述锚杆锚固状态的锚杆锚固度概念,建立了锚杆锚固质量定量分析方法并进行了工程应用。     

动力锚的试验研究与开发

固定锚在内河港口、海港建设和石油勘探开发过程中有着举足轻重的作用.但是现用的固定锚在特定的环境条件下,特别是在池塘、淤泥等复杂区域,靠人工埋设具有一定的难度.根据这一背景,借鉴火箭发动机的工作原理,从自动化埋设方面入手,设计制作了一种动力锚,既能实现自动埋设,也可以回收再用,从根本上解决了滩涂、浅水等复杂区域的固定锚埋设问题.     

灌浆工艺对土层预应力锚杆承载力的影响

灌浆工艺是影响土层预应力锚杆承载力的一个重要因素。通过对高压灌浆浆液扩散过程及灌浆结石体强度增长机理的分析研究，并结合现场土层预应力锚杆试验，认识到高压灌浆工艺能从根本上改良土体的物理化学性质，从而在灌浆范围内产生一种新的介质，达到显著提高土层预应力锚杆承载能力的目的。