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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