《船舶与海洋工程材料》课件-2.海洋工程环境载荷（风暴潮、海流、海冰）_第1页
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海洋工程环境载荷MARINEENGINEERINGENVIRONMENTALLOADS船舶与海洋工程材料主讲人海洋工程中另外三类非常重要的载荷风暴潮与海啸海流海冰这三类载荷往往具有突发性、破坏性强的特点，直接关系结构的极端安全。风暴潮与海啸STORMSURGEANDTSUNAMIPART01风暴潮与海啸风暴潮风暴潮和海啸都属于长周期波，周期大于5分钟，能够引起海面水位的显著变化。海啸风暴潮与海啸风暴潮风暴潮恰逢天文大潮由台风、温带气旋等强烈风暴引起造成海面异常升高水位大幅超过正常天文潮位水位暴涨海堤决口海岸设施损毁对海洋结构物和海岸工程形成严重威胁风暴潮与海啸海啸传播速度快距离远由海底地震、火山爆发、海底塌陷、滑坡等地质变动引发周期可以达到1小时到数小时波长达数百千米风暴潮与海啸海啸传到近岸浅水区域时，受地形和水深影响，波高可以增大到10米以上，破坏力极大。海啸发生概率较低一旦出现，几乎无法抵御是海洋工程必须考虑的极端灾害载荷海流OCEANCURRENTPART02海流海流是海水沿一定路径大规模流动的现象，和海洋工程密切相关的海流主要有三种。伴随潮汐产生的潮流由海面风驱动的风海流由温度、盐度、密度分布不均形成的密度流海流水平流动升降流海流大洋环流规模巨大长期稳定影响大洋水文、化学要素近岸海流大陆径流季风风海流影响近海工程受力、海底泥沙运动和港口通航海流在工程设计中，海流作用力可以近似看作静力，大小和流速的平方成正比，流速对结构受力影响非常显著。海流的破坏形式海洋平台立柱海底管线海洋平台桩腿在海流作用下容易发生共振和疲劳破坏引发细长构件的涡激振动改变船舶航行轨迹造成航向漂移影响航行安全海冰SEAICEPART03海冰海水因为低温结冰，冰点随盐度增大而降低，结冰过程中盐分析出，部分以卤汁形式留在冰晶间隙。结冰时间越长海冰越厚盐度越低密度越小影响海冰力学性能因素类型温度盐度晶体结构加载速度加载方向应变率海冰挤压破坏海冰和结构相互作用的破坏形式弯曲破坏剪切破坏压曲破坏海冰海洋工程结构承受的冰力载荷风和海流驱动的水平挤压力浮冰撞击力冻结海冰随潮位升降产生的垂向附着力冻结海冰的重力温度剧变产生的膨胀力相互运动产生的摩擦力海冰结构迎冰面形状对冰力影响很大直立结构承受水平挤压力锥体结构把挤压破坏转为弯曲破坏海冰不仅产生静力载荷，交变冰力还会引发冰激振动历史上曾多次发生平台因海冰倒塌、天然气管道破裂的事故海冰1964年美国阿拉斯加库克湾两座采油平台因海冰倒塌1969年我国渤海“海二井”被海冰推倒案例警示：海冰是寒冷海域海洋工程必须重点控制的设计载荷。总结海风海浪潮汐风暴潮与海啸海流海冰这六类载荷覆盖了常规、极端、寒区等全场

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