半潜式平台具有承载容量大、适应水深广、抗风能力强等诸多优点,广泛适用于海洋油气开采活动。深水半潜式平台多采用张拉锚泊系统定位,为保证人员及设备的安全,研究其在极端工况下的动态响应非常重要。研究内容:一、基于耦合欧拉-拉格朗日法(CEL法),建立锚缆预埋在海底土体中的有限元模型,拖动锚缆切割土体,计算得到拖曳端的“反力-位移”关系;二、在有限元软件ANSYS-AQWA中,建立一座作业水深1000米的半潜式平台。将锚缆与土体的相互作用,模拟为海底拖曳端的“反力-位移”关系。在百年一遇的风浪荷载下模拟断锚工况,计算平台的位置偏移,及各锚缆承载力的变化;三、控制锚缆拉力与伸长量之间的关系,模拟平台走锚过程,计算平台的偏移,及锚缆承载力的变化。结果表明:土中锚缆在拖曳初期,拖曳端的反力随着位移的增大而平稳增大;后期,拖曳端反力急剧增大;无论在均质土还是非均质土中,锚缆拖曳端反力随着土强度的增大而增大;断锚时各锚缆拉力瞬变,平台迅速发生大距离偏移;部分锚缆发生走锚时,其它各锚缆上的拉力逐渐增大,平台偏移逐渐增大,最后达到平衡状态;失效缆超过一根时,平台偏移和单缆最大缆张力均超出规范要求。同时,其它锚缆最大拉锚力极有可能出现超过板锚的极限承载力的情况,最终造成整个锚泊系统破坏。