海底管道环境条件——海床地形和特性

悬跨 由于海床表面的凹凸不平、海水运动对管道附近土壤的冲刷作用以及管道残余应力或变形等因素的影响，海底管道在铺设于海床表面以后，都会不可避免地出现悬跨现象。当海水流经悬跨管道时，在一定流速条件下，悬跨管道两侧会出现漩涡，并以一定的频率交替泄放，从而在结构表面形成周期荷载，使得悬跨管道在顺流方向及横流方向上发生振动，即涡激振动。涡激振动是悬跨管道的主要振动形式，当漩涡泄放频率接近悬跨管道自振频率时，可能发生“共振”现象，振幅较大，长时间作用会导致悬跨管道疲劳破坏。

海底悬空管段在工程设计中应尽可能避免。因为悬空管段在水流作用下，即便避免了“共振”现象的出现，也会或强或弱地诱发谐振等振动效应，这种微弱的振动长期累积，也有可能造成结构的疲劳损伤，乃至破坏。

海床特性 海底管道的在位稳定性是指海底管道铺设时和铺设以后，在海底所处位置的稳定性。海底管道的在位稳定性与管道的水下重量、环境载荷以及土壤对管道的约束等相关。将管道埋置在海底土壤中一定深度是保持管道稳定的常用的可靠的方法。从施工来看，用此法显然需要解决海底土壤的挖管沟问题(如硬岩土只能水下爆破开挖)，这与海床土壤特性密切相关。

由于管道沿线的土质不均匀，有软硬相差悬殊的管段，因此形成处于较软土壤处的地基局部沉陷，这种不均匀沉陷会引起管道的不稳定和轴向应力。

此外，当海底管道的地基为沙土时，它在波浪或地震等动载荷作用下，即有可能发生沙土土壤的液化问题。I沙土地基液化后，会使管道做上浮或下沉运动，丧失稳定性。它或使管线裸露于海床上，易于受到第三方损伤;或因约束条件改变，管道内力变化，致使弯曲与拉伸应力超过强度极限而断裂。