海洋土木工程概论PDF电子书下载

1概述 1

1.1海洋开发的重要性 1

1.2海洋土木工程 2

1.3本书的主要内容 3

2海洋工程勘察 5

2.1海洋工程勘察目的及任务 5

2.1.1海洋工程勘察的目的 5

2.1.2海洋工程勘察的方法 5

2.1.3海洋工程勘察的任务 6

2.2海洋工程测绘 7

2.2.1海洋工程测绘的内容与手段 7

2.2.2海洋工程测绘的特点 8

2.2.3海洋控制测量与基准面确定 9

2.2.4海洋定位 10

2.2.5海洋水深与地形测绘 10

2.3海洋工程物探 11

2.3.1海洋物探的方法与设备 12

2.3.2海洋地层剖面探测 16

2.3.3海底障碍物探测 22

2.4海洋工程钻探 24

2.4.1海洋钻探的特点 24

2.4.2海洋钻探设备 25

2.4.3海洋钻探工艺 26

2.4.4海洋取土技术 28

2.5海洋原位测试 31

2.5.1静力触探原位测试 33

2.5.2海上深层旁压测试 35

2.5.3扁铲侧胀测试 38

2.6近海典型地层结构及其基本特性 39

2.6.1我国近海沉积特征 39

2.6.2我国近海典型地层结构 40

2.6.3海洋典型地层的基本特性 43

2.7海底管线路由勘察 47

2.7.1海底管线路由勘察方法 47

2.7.2海底管线路由预选勘察 47

2.7.3海底管线铺设后调查 50

2.7.4海底管线路由地质评价 50

2.8海洋灾害地质调查 51

2.8.1海洋灾害地质类型 51

2.8.2海洋灾害地质的危害 52

2.8.3典型海洋灾害地质调查 53

2.9海洋工程地质评价 56

2.9.1海洋工程地质评价相关因素 56

2.9.2海洋工程地质评价的内容 58

参考文献 59

3海洋工程环境与荷载 61

3.1海洋工程环境的研究内容和方法 61

3.1.1海洋工程环境研究内容及意义 61

3.1.2海洋工程环境研究方法 62

3.2海洋气象及其工程设计要素计算分析 63

3.2.1中国近海气候概况 63

3.2.2基本气象要素分析 66

3.3海洋水文及其工程设计要素计算分析 69

3.3.1潮汐和潮流 69

3.3.2海浪 74

3.4海岸泥沙运动与工程应用 78

3.4.1海岸带及有关术语 79

3.4.2海岸动力 79

3.4.3近海泥沙来源及其特性分析 80

3.4.4近海泥沙运动形式 82

3.4.5海岸泥沙运动 82

3.4.6海岸平衡剖面 83

3.4.7海岸工程泥沙问题 83

3.5海洋地质灾害及其工程危害性 84

3.5.1海洋地质灾害分类方法 84

3.5.2主要海洋地质灾害类型及其工程危害性 85

参考文献 89

4海洋工程规划 91

4.1海港港址选择 91

4.1.1淤泥质海岸港址选择 92

4.1.2粉砂质海岸港址选择 93

4.1.3岛群建港港址选择 94

4.1.4典型工程案例 95

4.2海港总平面布置 97

4.2.1人工掩护式港口总平面布置 98

4.2.2开敞式码头总平面布置 99

4.2.3港池式或突堤式港口总平面布置 101

4.2.4深水航道选线及设计主要参数确定 102

4.2.5典型工程案例 103

5海洋结构工程 108

5.1港口海岸结构工程 108

5.1.1海港结构工程 109

5.1.2海岸结构工程 111

5.2海洋平台结构工程 111

5.2.1海洋平台结构设计 112

5.2.2海洋平台结构安全性评估 114

5.3其他海上构筑物 116

5.3.1浮式风力发电结构 116

5.3.2海洋浮式平台工程 119

5.3.3采油平台工程 120

参考文献 123

6海洋岩土工程 124

6.1海洋土区域特征 124

6.1.1世界代表性海域典型土体类型及特性 124

6.1.2我国各海域海洋地质环境 129

6.1.3珊瑚砂工程特性 130

6.2海洋浅基础 132

6.2.1浅基础类型 133

6.2.2浅基础承载力 135

6.2.3浅基础地基沉降与变形 139

6.3海洋桩基础 140

6.3.1海洋桩基安装与施工 140

6.3.2海洋桩基设计分析方法 143

6.4系泊基础 148

6.4.1浮式结构物 148

6.4.2锚泊系统 149

6.4.3锚的类型 150

6.4.4拖曳锚 155

6.5管土相互作用和管道屈曲控制 157

6.5.1概述 157

6.5.2海底管道热屈曲解析理论研究 158

6.5.3控制管道热屈曲的措施 161

6.5.4竖向管土相互作用 163

6.5.5侧向管土相互作用 168

7结构、波浪与海床共同作用分析 173

7.1海洋土木结构与海洋环境相互作用特点 174

7.2海水-海床相互作用分析 175

7.2.1多层弹性介质地基动力特性 176

7.2.2多层饱和孔隙介质地基动力特性 186

7.2.3多层海床-波浪相互作用分析 200

7.3结构-海洋水弹性解法 216

7.3.1波浪势流理论 216

7.3.2线性结构动力学 222

7.3.3结构-波浪相互作用水弹性分析 228

7.4结构-流体数值分析方法 233

7.4.1流体动力学基本方程 233

7.4.2边界条件 234

7.4.3初始条件 237

7.4.4流固耦合分析的动网格法 238

7.4.5 CBS法 239

7.4.6算例及分析 240

参考文献 243

8海洋土木工程材料与防腐 246

8.1概述 246

8.1.1海洋土木工程材料分类 246

8.1.2海洋环境作用等级 247

8.1.3海洋土木工程材料现场破坏特点 249

8.2海洋工程混凝土的钢筋锈蚀 252

8.2.1钢筋锈蚀机理 252

8.2.2引起钢筋锈蚀的Cl离子临界浓度 255

8.2.3 Cl离子在材料中的迁移方式 257

8.2.4混凝土中Cl离子迁移的主要影响因素 259

8.2.5混凝土抗钢筋锈蚀性能的设计 264

8.3海洋工程混凝土的冻融破坏 265

8.3.1混凝土冻融破坏的基本知识 265

8.3.2含盐环境中混凝土冻融破坏机理 267

8.3.3盐对混凝土中水分迁移的影响 268

8.3.4含盐环境中混凝土冻融破坏的主要影响因素 270

8.3.5含盐环境中混凝土抗冻性能的设计与施工原则 276

8.4海洋工程混凝土的其他破坏 277

8.4.1海洋工程混凝土的化学侵蚀 277

8.4.2海洋工程混凝土的盐结晶破坏 280

8.4.3海水冲刷引起的混凝土破坏 284

8.4.4海洋生物引起的混凝土破坏 286

8.5海洋工程混凝土材料耐久性 289

8.5.1混凝土材料耐久性要求 289

8.5.2海工高性能混凝土 292

8.5.3施工质量控制 294

8.6海洋工程混凝土结构附加防腐措施 295

8.6.1表面涂层防护技术 295

8.6.2硅烷浸渍技术 296

8.6.3环氧涂层钢筋 298

8.6.4阻锈剂 299

8.6.5电化学保护技术 300

8.6.6特种钢筋 300

参考文献 301

9海上平台的设计、分析、建造与安装 310

9.1概述 310

9.1.1海洋石油钻井平台类型 310

9.1.2海上施工项目阶段总结 313

9.2海上固定式平台设计 314

9.3结构分析 315

9.4客户端许可和审批流程 317

9.5制造 317

9.6吊装和运输 317

9.7安装 317

9.8关于平台制造成本、重量以及尺寸的例子 318

9.8.1服役于波斯湾的海洋平台 318

9.8.2服役于里海的半潜式海洋平台 318

9.9结论 318

参考文献 319

10海洋工程结构抗风 320

10.1海洋性气候的分类和强风特性 320

10.1.1热带风暴、台风 320

10.1.2热带低气压和海陆季风 324

10.1.3台风风场特性 325

10.2海洋工程结构的风效应 330

10.2.1海洋工程结构的风致灾害 330

10.2.2海洋结构风致振动分类 333

10.2.3海洋工程结构风效应的研究方法 335

10.3海洋平台风荷载及风致动力响应计算 345

10.3.1海洋平台风荷载确定方法 345

10.3.2海洋平台风致动力响应计算 352

10.4近海风力机叶片风振分析及CFD仿真模拟 361

10.4.1大型风力机叶片气动性能 361

10.4.2风力机叶片气动弹性响应分析 368

10.4.3风力机叶片CFD仿真模拟 375

10.5跨海大桥风浪流耦合灾害作用 380

10.5.1跨海大桥风浪流耦合作用研究现状 381

10.5.2跨海大桥风浪流耦合作用试验研究 384

10.5.3跨海大桥风浪流耦合作用数值模拟 397

参考文献 403

11典型工程案例 409

11.1围海造陆工程 409

案例一 广州港南沙港区粮食及通用码头软基工程 409

案例二 厦门港海沧港区试验工程 409

案例三 温州丁山垦区吹填及软基处理工程 410

11.2潮汐电站 411

案例一 韩国SIHWA潮汐电站 411

案例二 法国朗斯潮汐电站 411

案例三 江厦潮汐电站 412

11.3海洋风力发电场 416

案例一 东海大桥海上风电场 416

案例二 东海大桥海上风电场二期工程 417

案例三 江苏如东海上（潮间带）风电场示范项目 418

11.4潮流能电站 419

案例一 英国SeaFlow和SeaGen潮流发电机 419

案例二 中国“万向”潮流电站 420

11.5人工岛建设 421

案例一 港珠澳大桥岛隧工程人工岛成岛技术 421

案例二 澳门国际机场人工岛建设技术 433