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系泊及安装缆绳连接着海床中的锚固结构和海面上的浮式海洋平台,是系泊系统的重要组成部分。一方面,拖船或系泊浮体的运动通过安装或系泊缆绳传至锚固结构,从而导致锚固结构在海床中的复杂运动;另一方面,由于海床土抗力的作用,嵌入缆也将发生复杂的变形并呈现特殊的形态。当浮式结构遭遇极端环境荷载时,系泊系统可能会发生部分破坏,比如一根或者多根缆绳的破断。在这种情况下,未发生破坏的缆绳其方向会剧烈地改变。在海洋平台长距离的漂移下,海床中的锚固结构甚至也会发生三维运动,此时,锚固结构和缆绳均会受到非共面荷载的作用。为了评估非共面荷载作用下锚固结构的承载性能和运动行为,首先应当对嵌入缆绳的三维特性进行全面的研究。本文通过对嵌入缆在海床中的受力情况进行分析,建立起了同时适用于黏土和砂土的、能够求解嵌入缆在海床中三维构形和输力规律的理论模型,并考虑了黏滞系数l?对黏土中嵌入缆反悬链特性和三维特性的影响。针对所建立的理论模型,提出了相应的数值求解流程,该流程不仅能够分析锚固结构在工作状态下,也能够分析锚固结构在海床中发生复杂运动时,嵌入缆的三维构形和输力规律。为了考查本文提出的理论模型及数值求解流程的有效性,与已有的研究工作进行了系统的对比分析。然后,设计了两个应用算例,用以分析嵌入缆在非共面荷载作用下的三维构形及输力规律。第一个应用算例中,系缆点固定不动,嵌入点在给定的位移条件下变化。该算例对应于系泊系统发生局部破坏,从而导致浮体产生了一定偏移,但锚固结构未破坏、仍固定不动。第二个算例中,嵌入缆和锚固结构在海床土中同时移动。该算例对应于一个工程实例,即在一次针对OMNI-Max锚的极限测试中,锚固结构随浮体的漂移在海床中发生了长距离的运动。两个算例对应了系泊系统在海洋环境荷载作用下的两个典型状态,通过分析和考察,加深了对嵌入缆在海床中变形和输力规律的认识,以期对工程应用做出有益的参考。