文章标题：基于CEL方法的黏土环境下海底管道初始沉降研究

文章作者：何杨1　赵洪扬1　赵党1　张润东1　李传龙1　丁力2
关 键 字：海底管道;黏土海床;初始沉降;有限元;欧拉—拉格朗日耦合方法
文章摘要：

在海洋油气深水领域开发中,管道通常直接裸露铺设于海床上,安装期产生的初始沉降量是计算稳定性及侧向屈曲的基础数据,合理评估管道的初始沉降在海管结构设计中尤为重要。通过有限元软件ABAQUS中欧拉—拉格朗日耦合(Coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)方法对黏土环境下海底管道初始沉降展开研究,采用DNV-RP-F114《海底管道管土相互作用》(Pipe-soil interaction for submarine pipelines,以下简称DNV-RP-F114)方法进行对比验证,阐述了管道垂向下沉过程中黏土海床的形态变化、应力响应及塑性区发展规律,分析了不同强度土体以及不同摩擦系数对管道初始沉降的影响。结果表明,相较于DNV-RP-F114方法,CEL方法计算初始沉降量更小,数值模型符合土力学机理,管道初始沉降受土体强度的影响较显著,而摩擦系数对管道初始沉降的影响较小。研究结果对海底管道初始沉降分析具有借鉴意义,可为海底管道结构设计提供参考。