2025年大學(xué)《海洋技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋工程設(shè)計與施工技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)。）1.海洋工程結(jié)構(gòu)物承受的主要環(huán)境載荷不包括以下哪一項？(A)波浪力(B)海流力(C)大氣壓力(D)冰載荷2.在海洋環(huán)境中，下列哪種腐蝕類型主要發(fā)生在金屬表面存在縫隙或沉積物的地方？(A)均勻腐蝕(B)點蝕(C)應(yīng)力腐蝕開裂(D)脫碳3.對于固定式海洋平臺，哪種基礎(chǔ)形式通常適用于水深較淺、土層較好的區(qū)域？(A)樁基(B)導(dǎo)管架基礎(chǔ)(C)重力式基礎(chǔ)(D)張力腿基礎(chǔ)4.海洋結(jié)構(gòu)物進(jìn)行疲勞設(shè)計時，主要關(guān)注的是結(jié)構(gòu)的哪一種響應(yīng)？(A)瞬時最大應(yīng)力(B)長期累積損傷(C)靜態(tài)變形(D)承載力極限5.下列哪種施工方法通常用于將預(yù)制的大型混凝土構(gòu)件沉入海底作為基礎(chǔ)？(A)水下焊接(B)潛水員安裝(C)混凝土澆筑（如重力式基礎(chǔ)）(D)起重吊裝6.海洋工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計中的“分項系數(shù)法”主要目的是什么？(A)簡化計算過程(B)考慮不確定性，提高結(jié)構(gòu)安全性(C)降低結(jié)構(gòu)自重(D)減少材料用量7.對于浮式平臺，其穩(wěn)定性主要依賴于以下哪個因素？(A)基礎(chǔ)的承載力(B)重力與浮力的平衡(C)樁基的長度(D)海洋環(huán)境的穩(wěn)定性8.海水對鋼鐵結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生腐蝕的主要原因是？(A)海水是絕緣體(B)海水中溶解鹽分促進(jìn)電化學(xué)腐蝕(C)海水溫度過高(D)海洋生物活動9.在海洋工程施工中，進(jìn)行水下焊接通常需要采取哪些措施來保護(hù)焊工和設(shè)備？（多選題，請在答題卡上標(biāo)記）(A)使用潛水器(B)采用水密艙室(C)使用水下焊接機(jī)器人(D)依賴干式作業(yè)箱10.海洋工程勘察的主要目的是獲取哪些信息以支持設(shè)計和施工？(A)海洋環(huán)境數(shù)據(jù)(B)地質(zhì)和水文資料(C)氣象信息(D)以上所有二、填空題（每空1分，共15分。請將正確答案填在橫線上。）1.海洋工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計通常需要考慮的極限狀態(tài)包括承載能力極限狀態(tài)和_______極限狀態(tài)。2.常用的陰極保護(hù)方法有外加電流法和_______法。3.海洋波浪的要素通常包括波高、周期和_______。4.海洋工程中常用的樁基類型有打入樁和_______樁。5.海洋工程結(jié)構(gòu)物疲勞破壞通常由循環(huán)載荷引起的_______導(dǎo)致。6.進(jìn)行海洋工程結(jié)構(gòu)分析時，常用的載荷組合方式有基本組合和_______組合。7.海洋施工船舶按功能可分為起重船、鋪管船、_______船等。8.海水中的溶解氧是導(dǎo)致鋼鐵發(fā)生_______腐蝕的重要因素之一。9.海冰對海洋工程結(jié)構(gòu)的主要危害包括冰載荷、_______和冰漂移撞擊。10.海洋工程設(shè)計與施工必須高度重視對_______的影響，并采取相應(yīng)的環(huán)保措施。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述海洋波浪力對固定式平臺結(jié)構(gòu)的主要影響。2.簡述海洋工程中混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因及常用的防護(hù)措施。3.簡述樁基礎(chǔ)在海洋工程中的應(yīng)用及其主要優(yōu)勢。4.簡述海洋工程施工中安全控制的重要性及需要關(guān)注的主要方面。四、計算題（共30分。請列出計算過程，并給出最終結(jié)果。）1.（10分）某海洋平臺結(jié)構(gòu)處于水深20米處，設(shè)計波浪要素為：波高Hs=2m，有義波高H1/3=1.5m，周期Tp=8s。假設(shè)結(jié)構(gòu)承受的波浪為規(guī)則波，波峰通過靜止水面。請根據(jù)線性波理論，估算該平臺底部承受的波浪爬高（從靜水面算起）。2.（10分）一根直徑1米、長10米的鋼管樁，材料屈服強(qiáng)度fy=355MPa，彈性模量E=200GPa，泊松比ν=0.3。假設(shè)樁側(cè)土的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值為qs=50kPa，樁端土的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為qpk=800kPa。請估算該樁在極限狀態(tài)下可能提供的總豎向承載力（不考慮樁身自重影響）。3.（10分）某海洋結(jié)構(gòu)物某構(gòu)件承受的循環(huán)應(yīng)力幅σa=100MPa，平均應(yīng)力σm=50MPa。材料的疲勞極限σ-1=250MPa，構(gòu)件的疲勞安全系數(shù)取為nF=2。請判斷該構(gòu)件在循環(huán)應(yīng)力作用下是否滿足疲勞強(qiáng)度要求？（提示：可參考S-N曲線或基于應(yīng)力幅的簡化判據(jù)）五、論述題（15分。請就下列問題展開論述。）結(jié)合你所學(xué)的海洋工程設(shè)計與施工技術(shù)知識，論述在進(jìn)行海洋平臺導(dǎo)管架基礎(chǔ)設(shè)計時，需要綜合考慮哪些主要因素？并說明這些因素如何影響基礎(chǔ)形式的選擇和設(shè)計參數(shù)的確定。試卷答案一、選擇題1.(C)2.(B)3.(C)4.(B)5.(C)6.(B)7.(B)8.(B)9.(A),(B),(C)*(注：此題為多選題，實際考試中可能要求選擇最符合的或最重要的)*10.(D)二、填空題1.正常使用極限狀態(tài)2.物理陽極保護(hù)3.波向4.鉆孔5.疲勞累積損傷6.基本組合7.安裝8.電化學(xué)9.持續(xù)冰壓10.海洋環(huán)境三、簡答題1.解析思路：波浪通過作用在平臺結(jié)構(gòu)表面上的壓力和吸力，對平臺產(chǎn)生水平推力、傾覆力矩和豎向力。這些力可能導(dǎo)致平臺結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形、振動，甚至超過其承載能力，引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞或疲勞損傷。此外，波浪破碎可能對平臺結(jié)構(gòu)造成沖擊破壞。2.解析思路：主要原因包括海水中的溶解氧、氯離子以及微生物活動等引起的電化學(xué)腐蝕，以及物理沖刷加速腐蝕過程。防護(hù)措施包括采用耐腐蝕材料、增加腐蝕裕量、施加陰極保護(hù)（如犧牲陽極或外加電流）、使用防腐蝕涂層、合理結(jié)構(gòu)設(shè)計減少縫隙和應(yīng)力集中等。3.解析思路：樁基礎(chǔ)通過樁身將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深層的堅硬土層或基巖上。其優(yōu)勢在于適用于多種海況和水深條件，能承受較大的豎向和水平荷載，特別是對于大型、重型的海洋結(jié)構(gòu)物（如固定式平臺、人工島）。此外，樁基水下部分體積相對較小，對波浪和水流的作用相對較小。4.解析思路：安全控制是海洋工程施工成功和人員生命財產(chǎn)安全的基本保障。需要關(guān)注的主要方面包括：識別和評估施工過程中的各種風(fēng)險（技術(shù)、環(huán)境、管理、人員等），制定并落實詳細(xì)的安全管理制度和操作規(guī)程，配備合格的安全人員和設(shè)備，進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，加強(qiáng)現(xiàn)場安全監(jiān)督檢查，制定應(yīng)急預(yù)案并演練等。四、計算題1.解析思路：估算波浪爬高需要考慮波浪要素、水深以及波浪傳播和破碎的影響。對于規(guī)則波，可以通過經(jīng)驗公式或圖表進(jìn)行估算。這里采用簡化思路，假設(shè)爬高與波高和水深有關(guān)，并考慮水深影響。估算過程（示例性簡化）：Hb≈Hs*Kd*Kh*Kd,其中Kd為深度修正系數(shù)（水深/波長），Kh為海岸形狀修正系數(shù)（此處可簡化為1），Kd為破碎修正系數(shù)（考慮波高與水深比）。假設(shè)波長L≈Hs^2/Tp=2^2/8=0.5m，則Kd≈20/0.5=40。考慮波破碎，Kd'≈0.7-0.8。估算Hb≈1.5*(0.8)*(40/20)=3m。實際精確計算需更復(fù)雜公式或軟件。結(jié)果：波浪爬高估算值約為3米。2.解析思路：總豎向承載力由樁側(cè)摩阻力和樁端承載力兩部分組成。計算公式為：Qs=qs*Aps*Ls+qpk*Apk。其中Aps為樁身表面積，Apk為樁端面積。Aps=π*D*L=π*1^2*10=31.4m2。Apk=π*D^2/4=π*1^2/4=0.785m2。代入數(shù)值計算：Qs=50*31.4*10+800*0.785=15700+628=16328kN。結(jié)果：總豎向承載力約為16328kN。3.解析思路：判斷疲勞強(qiáng)度是否滿足要求，需要將構(gòu)件的許用應(yīng)力幅與實際應(yīng)力幅進(jìn)行比較。許用應(yīng)力幅[σa]=σ-1/nF=250/2=125MPa。實際應(yīng)力幅σa=100MPa。比較實際應(yīng)力幅與許用應(yīng)力幅：σa=100MPa<[σa]=125MPa。由于實際應(yīng)力幅小于許用應(yīng)力幅，說明構(gòu)件在循環(huán)應(yīng)力作用下滿足疲勞強(qiáng)度要求。結(jié)果：滿足疲勞強(qiáng)度要求。五、論述題解析思路：論述導(dǎo)管架基礎(chǔ)設(shè)計需考慮的因素及影響。導(dǎo)管架基礎(chǔ)設(shè)計需綜合考慮以下主要因素：1.海洋環(huán)境條件：包括波浪（波高、周期、波向）、海流（流速、流向）、潮汐、水深、海冰（冰載荷、冰期、冰型）、地震烈度等。這些因素直接影響結(jié)構(gòu)所承受的外部載荷，是確定結(jié)構(gòu)尺寸、形式和設(shè)計參數(shù)的最主要依據(jù)。例如，大的波浪和冰載荷要求更粗大的導(dǎo)管架和更深的樁基。2.地質(zhì)條件：包括覆蓋層厚度、基巖性質(zhì)（強(qiáng)度、埋深）、土層剖面、土的物理力學(xué)性質(zhì)（承載力、壓縮模量、側(cè)向阻力）、地下水情況等。地質(zhì)條件決定了基礎(chǔ)持力層的位置和承載力，直接影響樁長、樁徑、基礎(chǔ)底腳尺寸和形式的選擇。軟土層需要更長的樁或更大直徑的樁，或考慮其他基礎(chǔ)形式。3.上部結(jié)構(gòu)形式和荷載：包括平臺的類型（固定式、浮式）、尺寸、重量、設(shè)備荷載分布、生產(chǎn)荷載等。上部結(jié)構(gòu)的重量和荷載分布決定了導(dǎo)管架基礎(chǔ)需要承受的總豎向力和水平力，進(jìn)而影響基礎(chǔ)的設(shè)計。4.經(jīng)濟(jì)性：基礎(chǔ)形式和尺寸的選擇需要在滿足安全和功能性要求的前提下，考慮建設(shè)成本（材料、施工難度、工期）和運營維護(hù)成本，追求最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。例如，在淺水區(qū)可能優(yōu)先考慮重力式基礎(chǔ)以節(jié)省鋼材。5.施工可行性：基礎(chǔ)的設(shè)計必須考慮現(xiàn)場的施工條件，包括水深、海況、可用的施工船舶和設(shè)備、施工周期等。例如，深水、復(fù)雜地質(zhì)條件會增加樁基施工的難度和成本，可能需要大型起重船或特殊施工技術(shù)。6.規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計必須遵循相關(guān)的國家和行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，如APIRP2A、G