2025年大学《海洋技术》专业题库- 海洋工程设计与施工实践

2025年大学《海洋技术》专业题库——海洋工程设计与施工实践考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项字母填在括号内）1.在海洋工程结构物设计中，下列哪项环境因素主要通过对结构物产生周期性水平力而构成主要荷载？（）A.潮汐变化B.海冰推力C.波浪作用D.海水腐蚀2.对于海上固定式平台，其导管架基础通常适用于哪种海况区域？（）A.深水、强流、软土B.深水、弱流、硬土C.浅水、弱流、软土D.浅水、强流、硬土3.海洋工程结构物常用的防腐蚀涂层体系，通常不包括下列哪一层？（）A.底漆层B.面漆层C.护面层D.热镀锌层4.在海洋工程结构物施工中，采用浮式起重船进行安装作业，其主要优势在于？（）A.对水深要求低B.作业效率高C.设备自重轻D.适用于大型结构安装5.海底管道系统设计中，进行水力计算的主要目的是？（）A.确定管道壁厚B.确定管道材质C.确保管道输送流体的能力满足要求，并经济合理D.确定管道防腐措施6.以下哪种施工方法通常用于建造离岸较远、水深较大的海上风电基础？（）A.桩基施工B.沉箱施工C.堆填造陆D.群桩基础施工7.海洋工程施工中，进行风险评估的主要目的是？（）A.预测所有可能发生的事故B.评估风险发生的可能性和后果严重性，并制定应对措施C.确保工程绝对安全D.降低工程成本8.深海空间站的生命保障系统设计中，对二氧化碳的去除是关键环节，常用技术手段是？（）A.化学吸收法B.生物光合作用法C.低温吸附法D.离心分离法9.海洋工程结构物进行疲劳设计时，主要考虑的是？（）A.结构在静荷载作用下的极限承载能力B.结构在循环荷载作用下抵抗疲劳破坏的能力C.结构在动荷载作用下的振动响应D.结构的温度应力影响10.根据海洋工程勘察报告，发现某区域存在软弱海底土层，对于在此区域进行桩基施工，需要特别关注？（）A.桩的承载力B.桩的侧向屈曲C.桩的腐蚀速率D.海底土层的冲刷二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.海洋工程结构物设计时，需要考虑的主要环境荷载包括波浪力、______、海冰力、船舶撞击力等。2.常见的海洋工程结构物基础形式有桩基、______、沉箱基础、堆填基础等。3.为了防止海洋工程结构物发生局部屈曲，在板壳结构设计中，通常会限制其______。4.海洋工程结构物常用的钢材防腐方法有牺牲阳极阴极保护法、______和涂料保护法。5.海上平台安装常用的船舶有浮式起重机、______和自升式平台船。6.海底管道穿越海峡时，通常需要设置______结构，以保护管道免受水流和冲刷的影响。7.海洋工程施工期间，需要密切监测结构物的______，确保施工安全和结构稳定。8.海洋工程项目的建设周期通常较长，其主要原因之一是受______的影响较大。9.海水对钢结构的主要腐蚀形式包括均匀腐蚀、______和点蚀。10.在海洋工程结构物设计中，遵循的“______”原则，意味着在满足安全和使用功能的前提下，力求做到经济合理。三、名词解释（每小题3分，共15分）1.海洋工程结构物2.波浪爬高3.海洋平台导管架4.海底管道柔性支架5.海洋工程施工风险评估四、简答题（每小题5分，共20分）1.简述海洋工程结构物设计需要考虑的主要环境条件及其影响。2.简述桩基基础适用于哪些海况区域，并说明其主要优点。3.简述海洋工程结构物常用的防腐蚀涂层体系及其基本作用。4.简述海洋工程施工中进行安全管理的几个关键方面。五、计算题（6分）某海洋平台导管架结构，在设计波浪作用下，计算得到作用在甲板上的波浪弯矩为8000kN·m，甲板厚度为20mm。假设钢材屈服强度为355MPa，安全系数取1.5。请简述如何利用这些信息估算该甲板在波浪荷载下的抗弯承载力是否满足要求？（无需进行具体数值计算，只需说明分析方法和步骤）六、案例分析题（19分）某沿海地区计划建设一个离岸10公里的海上风电场，水深约20米，海域波浪条件较为复杂，平均有效波高可达3米。初步设计考虑采用单桩基础固定风力发电机组。请分析在此类环境下进行单桩基础施工可能面临的主要技术挑战，并提出相应的应对措施建议。试卷答案一、选择题1.C2.C3.D4.A5.C6.D7.B8.A9.B10.A二、填空题1.海流作用2.沉箱3.波纹4.阴极保护5.起重船6.穿越管廊/隧道7.应力应变8.海洋气象条件9.应力腐蚀开裂10.经济性三、名词解释1.海洋工程结构物：指在海洋或濒海区域建造，用于特定目的（如能源开发、资源勘探、交通通行、军事防御、环境监测等）的各种工程构造物，如海洋平台、船舶、海底管道、海上风电基础等。2.波浪爬高：指波浪在破碎后，部分能量沿滩岸上爬，越过海滩或结构物前沿的最大高度，是设计防波堤、护岸等结构时需要考虑的重要参数。3.海洋平台导管架：指用于支撑海上结构物（如平台甲板）的水上部分，通常由多个钢管桩（立柱）组成的框架结构，插入海底后提供支撑和稳定性。4.海底管道柔性支架：指安装在海底管道上，用于限制管道在土体位移、温度变化或施工扰动下发生过大的弯曲应力或位移，保护管道的结构部件，通常具有一定弹性。5.海洋工程施工风险评估：指在海洋工程项目的规划、设计、施工和运营等各个阶段，识别可能存在的风险因素，分析其发生的可能性和可能造成的后果，并制定相应的预防和应对措施的过程。四、简答题1.简述海洋工程结构物设计需要考虑的主要环境条件及其影响。答：主要环境条件包括：波浪、海流、潮汐、海啸、海冰、风速风向、温度（盐差、温差）、海水腐蚀、海底地质条件、船舶活动等。其影响主要体现在：波浪和海流提供主要的外部荷载，可能导致结构物发生振动、疲劳、倾覆或移动；海冰可能对结构物造成撞击和推力，导致破坏；海水腐蚀会削弱结构物的承载能力，缩短使用寿命；海底地质条件影响基础形式的选择和稳定性；船舶活动可能造成碰撞损害。这些环境因素共同决定了结构物的设计标准、形式、材料选择、结构分析和施工方法。2.简述桩基基础适用于哪些海况区域，并说明其主要优点。答：桩基基础适用于水深较浅、底土层较硬或中等硬、流速不大的海况区域，也适用于离岸距离相对较近的区域。其主要优点包括：能将上部结构的荷载有效传递到深层的坚硬持力层，承载力高；结构形式相对简单，施工技术成熟；对水深和水下作业空间的要求相对较低。3.简述海洋工程结构物常用的防腐蚀涂层体系及其基本作用。答：常用的防腐蚀涂层体系通常包括多层结构，如：底漆层、中间漆层和面漆层。其基本作用是：底漆层主要附着在金属基体上，提供初步的防腐蚀保护和阴极屏蔽作用；中间漆层主要增加涂层系统的厚度，提高附着力，并起到屏蔽作用；面漆层主要提供耐候性、耐化学品性、抗紫外线能力和一定的物理防护，并指示涂层状态。多层涂层体系通过不同涂料的特性互补，形成多道屏障，提高整体防腐效果和耐久性。4.简述海洋工程施工中进行安全管理的几个关键方面。答：海洋工程施工安全管理的关键方面包括：制定全面的安全管理制度和操作规程；进行详细的风险识别和评估，并制定有效的风险控制措施；加强对施工人员的安全教育培训，提高安全意识和技能；配备必要的安全防护设备和应急物资；严格执行作业许可制度，特别是高风险作业；进行现场安全监督检查，及时发现和消除安全隐患；制定应急预案，并定期进行演练。五、计算题答：估算甲板抗弯承载力是否满足要求的方法和步骤如下：1.确定甲板的截面模量（W），需要知道甲板的截面形状（如工字形、箱形）和尺寸。2.计算甲板的抗弯强度设计值（f），通常取钢材屈服强度（fy）除以一个抗力分项系数。3.根据材料力学公式，计算甲板在弯矩作用下的最大弯曲应力（σ），公式为：σ=M/W。4.将计算得到的最大弯曲应力（σ）与甲板的抗弯强度设计值（f）进行比较。5.判断：如果σ≤f，则说明甲板在波浪荷载下的抗弯承载力满足要求；如果σ>f，则说明承载力不满足要求，需要采取措施（如加大截面尺寸、提高钢材强度等）。六、案例分析题答：在此类环境下进行单桩基础施工可能面临的主要技术挑战及应对措施建议如下：主要挑战：1.复杂波浪条件：大波浪可能导致施工船舶失稳、倾斜甚至倾覆，影响施工精度和安全，增加波浪力对桩身和基础的冲击。应对措施：选择耐波性强的施工船舶（如自升式平台）；选择波浪较小的天气窗口施工；进行精密的船舶定位和桩位定位；对桩身和基础进行加强设计以抵抗波浪荷载。2.深厚软土覆盖：水深20米可能对应较厚的软土层，桩基承载力可能不足，且桩身易发生较大侧向位移和沉降。应对措施：进行详细的地质勘察，准确确定软土层厚度和持力层位置；采用大直径桩或加强桩身刚度的设计；优化沉桩工艺，减少桩身倾斜；考虑采用预压、排水固结等地基处理方法。3.大直径桩沉桩困难：风力发电机组通常较重，需要较大直径的单桩基础，沉桩过程中可能遇到阻力过大、桩身偏斜、贯入度不足等问题。应对