随着陆地以及近海油气资源的逐渐枯竭，人们正不断将开采范围扩大到深海领域[1]。海上浮式设施(如浮式生产储油卸油装置、海上石油钻井平台等)的需求也不断增加。系泊系统作为整个浮式海洋及近海结构物的重要组成部分，随着水深及海洋结构物规模的增加，系泊系统的复杂程度、制造成本及安装难度也大大提高。因此，降低成本、快速施工、简便安装、高可靠性成为当今锚泊系统的发展趋势。

鱼雷锚(Torpedo Anchor)作为一种新概念锚，在1996年由巴西石油公司(Petrobras)首次提出，于2000年10月份开发了T－98型鱼雷锚，并已成功应用于该公司的浮式生产储油卸油装置(FPSO)[2]。作为一种可提供垂直抗拔力的锚固设备，2002年11月，T－43型鱼雷锚在巴西坎普斯湾近岸海域进行实验，其实验的成功结果得到法国船级社认可并颁发许可证。鱼雷锚一般有类似鱼雷的外形，整体呈圆柱形，四个鳍分布在锚体周围，圆锥形锚尖呈30°角，重量通常在100吨左右。安装时，锚体在距离海床一定距离自由释放，水中自由落体所获得的动能使其贯入海床，由此提供可靠的锚固力。与传统拖拽式锚相比，鱼雷锚安装快速简便，采用重力贯入方式；制造成本较低，一般采用筒状铁作为锚身，内部填充废铁或混凝土废弃物等密度较高材料 [3]；可靠性高，成功安装后提供的抗拔比(锚的抗拔力与自身重力之比)高，并可承受垂直方向的抗拔力[4]。但鱼雷锚在安装时必须垂直下落，否则就会斜向贯入底床，无法达到指定的安装深度；鱼雷锚的下落水深通常在30～150 m之间[5]，否则，锚体因势能不够而无法获得足够的贯入动能。

国内外对鱼雷锚以及其它类型的重力贯入锚已有较多研究。de Araujo等[6]讨论了T－98型鱼雷锚的设计、制造、安装实验，美国船级社对其用做FPSO P－50锚固系统的认证。Gilbert等[7]使用模型比1∶30的模型锚在正常压密的高岭土中进行了拔锚实验。Richardson等[8]对鱼雷锚进行了一组离心机模型实验。Lieng[9]介绍了关于两个重80吨的全尺寸鱼雷锚于2009年8月在挪威西海岸成功安装并获得技术资质的情况。Fernandes等[10]用模型鱼雷锚进行了水中下落实验，分析下落过程的稳定性。O’Loughlin等[11]、Liu等[12]使用离心机实验数据来探究鱼雷锚贯入特性、Liu等[13]利用三维大变形有限元分析方法对一种新型重力贯入锚(Omni-Max锚)在粘性土中拉紧时的姿态调整以及最大抗拔力等特性进行研究。同时，有不少学者利用数值模拟方法开展了鱼雷锚的动力特性，贯入深度以及抗拔力等方面的研究[14-20]。作者近年来研究了模型鱼雷锚在水中自由下落的动力特性及贯入底床的深度[21-22]。

1 动力型鱼雷锚的结构及工作原理

1.1 动力型鱼雷锚结构

近年来，作者利用泥沙流变学技术，提出了一种动力型鱼雷锚技术，并获得了国家发明专利(带高频振动的动力型鱼雷锚技术，专利号:200810038546.0)[23]。

  

图1 动力型鱼雷锚结构Fig.1 Structure sketch of powered torpedo anchor

如图1所示，动力型鱼雷锚外形与普通鱼雷锚类似，都包含锚尖、锚干、锚鳍和卸扣。不同的是，动力型鱼雷锚的内部安装有特殊的振动单元，并通过电缆与外部供电系统连接，或内部设置电池，为振动单元供电。

1.2 工作原理

安装动力型鱼雷锚时，开启内部振动单元，同时释放锚链(或锚缆)，振动单元开启后，高频机械振动使锚体附近的泥沙流化，从而急剧减少锚体外壁与周围泥土间的阻力，使锚体自动快速地深钻海床，当锚体贯入至要求的深度时，关闭振动单元，安装完成。起锚时，开启振动单元，再次流化锚体周围泥沙，从而大大减少拔锚阻力，随后拉起锚链。当动力型鱼雷锚完全出土后，关闭振动单元，完成起锚。关于泥沙振动流化的的程度与振动频率、振幅的关系，正在进行相关方面的研究。

2 动力型鱼雷锚的实验研究

2.1 实验准备

如图2所示，实验用模型动力型鱼雷锚重72 kg长100 cm，使用不锈钢焊接形式制造(具体参数见表1)，内部振动单元使用实验室现有的振动器，其振动频率200 Hz，振幅1.1 mm。模型鱼雷锚用最大载荷5吨的电葫芦进行安装和拔出。模型泥沙选取上海金山港海滩泥沙，实验前将泥槽内的泥沙在水中静置30天，使其正常固结。经过测量，实验泥沙的中值粒径d50＝30 μm(级配曲线如图3所示)，含水率28%，通过SZB－1.0型便携式十字板剪切仪进行测量，实验泥沙的不排水抗剪强度Su＝4.3＋3z(kPa)，式中z为距离泥面的深度，密度ρ＝1 650 kg/m3。电葫芦上提速度通过变频器进行调节，在不同拉力下，电葫芦的拉拔速度均调整为0.8 cm/s。

[3] MEDEIROS Jr C J.Torpedo anchor for deep water[C]//Proceedings of the Deep Offshore Technology Conference(DOT’01).2001.

  

图2 动力型鱼雷锚模型Fig.2 Model of powered torpedo anchor

  

图3 实验土级配曲线Fig.3 Particle size distribution of the experimental soil

 

表1 模型动力型鱼雷锚参数Tab.1 Parameters of the model of powered torpedo anchor

  

锚重/kg　锚长/cm　锚体直径/cm　鳍长/cm　鳍厚/cm　频率/Hz　上拔速度/(cm˙s－1)埋深锚长比D/L埋置时间/h 72　100　16　80　0.7　200　0.8　2.0　24

  

图4 实验布置Fig.4 Layout of experimental setup

2.2 动力型鱼雷锚的安装实验

在动力型鱼雷锚的贯入实验中，首先将锚体释放至锚尖与泥面接触，随后开启振动单元，同时人为控制以2 cm/s的速度继续释放锚链，此时，锚尖附近泥土会迅速液化，锚体快速钻入水下泥土。当锚体尖端深度距离泥面1.2 m处时，动力型鱼雷锚的下行速度减慢，这可以从上部锚链松紧程度以及拉力传感器度数(读数明显减小)看出。此时，减缓释放锚链速度，直至锚链再次绷紧。经过308 s的总时间，动力鱼雷锚达到了200 cm(锚尖距离泥面)的埋置深度(泥槽的最大深度)，完成安装。本次实验，动力型鱼雷锚在人为控制情况下的平均下沉贯入速度为0.65 cm/s。

2.3 动力型鱼雷锚的抗拔力实验

1)静态拔锚实验

静态拔锚是指在拔锚过程中不开启振动单元，拔锚过程中锚体不发生振动。实验方法如下:首先，将安装好的动力型鱼雷锚在土体中静置24小时，然后通过电葫芦以0.8 cm/s匀速拔出，用拉力传感器测量并记录拉力曲线。如图5所示，前100秒阶段，拉力迅速上升，直到最大值(3 200 kg)，随后逐渐下降，当锚体全部露出泥面时，拉力迅速减小并保持不变。图6为锚体拔出泥面以后的一个状态。通过此照片可以看出，锚体侧面，锚鳍之间粘有大量泥土。对比图5可知，受力曲线在第300 s之后读数稳定在160 kg，由于模型锚重72 kg，可以计算，锚体粘带的泥土重约90 kg。此次实验测得的动力型鱼雷锚垂向拉拔的最大抗拔比约为44.4，该值已经超过现有的鱼雷锚抗拔力实验的最大抗拔比。在天然条件下，该锚还可以贯入更深的底床，由于实验泥槽的深度限制而无法开展。另外，锚体贯入底床的过程中，锚体周围的泥沙被流化，随着锚体静置时间的增长被流化的泥沙会不断固结，固结时间越长，泥沙的不排水抗剪强度越大，从而锚体的抗拔力越大，抗拔比越高。

  

图5 静态拔锚受力曲线Fig.5 Loading curve during static pullout of anchor

  

图6 静态拔锚出土后的锚体Fig.6 Anchor static pullout from soil

动态拔锚是指在拔锚过程开启振动单元，拔锚过程中锚体保持振动。实验以上述同样的方式安装好动力型鱼雷锚，拔锚时开启锚体内部振动单元，并在拔锚过程中记录拉力曲线。如图7所示，开启振动单元后，由于高频振动的影响，拉力曲线相比静态拔锚曲线存在明显的波动，但动态拔锚的最大拉力值相对静态拔锚显著减小，仅为198 kg。图8展现了开启振动后锚体拔出的过程。可以明显看出，锚体周围泥沙在振动的作用下，发生液化并沿锚干滑入水中，锚体上并未附着泥土，拔锚200 s的曲线平稳后读数为76 kg，基本等于锚体自重。

  

图7 动态拔锚受力曲线Fig.7 Loading curve during dynamic pullout of anchor

  

图8 动态拔锚出土后的锚体Fig.8 Anchor dynamic pullout from soil

动力型鱼雷锚动态拔锚的最大抗拔力小于锚体重量的3倍。由此可知，开启振动单元后，动力型鱼雷锚的抗拔力大大减小，方便锚体回收。

3 动力型鱼雷锚的优势及应用前景

3.1 动力型鱼雷锚的优势及不足

[7] GILLERT R B， MOVANT M，AUDIBERT J.Torpedo piles joint industry project—model torpedo pile tests in Kaolinite test beds[J].Prepared for the Minerals Management Service， The University of Texas at Austin， Austin， TX， Final Project Report，2008(575).

“我也觉得大卫·米切尔不咋样。他也配算是Hy stericalrealism（歇斯底里现实主义）吗？”我想了一下，决定先抛出这句话。

1)改变了原有的自由落体式安装方式，适合更多水深条件；

[2] MEDEIROS Jr C J.Low cost anchor system for flexible risers in deep waters[C]//Offshore Technology Conference.2002.

3)能够承受垂向拉拔力，垂向拉拔的抗拔比大，从而直接减少锚和锚链的重量，减少锚链仓空间，增大船舶的有效浮重；

串联电阻(Rs)对太阳能电池中的载流子输运有关，本研究引入MgO介质层对电池的改变仅是在Si/Al界面，因此MgO介质层对Si/Al界面欧姆接触的改善是降低电池Rs的主要原因.为了证明该推论，图3(a)比较了不同厚度MgO介质层对Gr/Si太阳能电池串联电阻的影响.Rs可通过式(2)求出[12]

4)开启振动后拔锚力显著减小，回收方便，不易发生断链；

[13]LIU J， LU L， YU L.Large deformation finite element analysis of gravity installed anchors in clay[C]//Proceedings of the 33rd International Conference on Ocean， Offshore and Arctic Engineering.New York， USA:ASME； 2014.

动力型鱼雷锚相比于传统鱼雷锚的不足之处及改进方法:

1)由于锚体内部安装有振动单元，且启动后需要供电，因此动力型鱼雷锚的制造成本及使用成本要高于普通鱼雷锚；

2)由于动力型鱼雷锚内部振动单元需要供电才能工作，因此需要引出电缆，容易造成损坏，可以通过在锚体内部安装电池，并通过遥控启动的方式解决；

3)鉴于动力型鱼雷锚的工作原理，该锚难以在沙土或岩石类底床中工作。

The primary endpoint was development of thrombosis of the operated segment,bleeding and surgical site infection,the need for re-interventions and amputations within 30 days after primary revascularization.

研究结束后。可知观察组发生风险事件的概率为4.00%(2例),而对照组则是20.00%(10例),经对比,观察组护理风险事件发生率低于对照组(P<0.05)。

3.2 动力型鱼雷锚的应用前景

可桃花一开，啥活儿都来了。父亲忙着在生产队犁田打坝，母亲不但要操心着菜园子点豆种瓜，还要忙着侍候一窝刚下的仔猪。只有我和小姐姐最高兴，因为猪草好打了，田间地头的鹅儿长、细米蒿、野萝卜缨子和黄花苗赛着劲儿地长，我们再不用背着背笼爬几条沟千辛万苦地去捡干枯的葛藤叶子。

2019汉诺威国际林业木工展览会(LIGNA 2019)新闻发布会12月4日在广州召开，LIGNA 2019汉诺威国际林业木工展览会将于明年5月27-31日在德国汉诺威举行。该展览会是世界第一大林业木工展览会，展会将涵盖三大主题：集成式木工——定制解决方案;智能表面处理技术;获取资源和技术。本届展会预计将迎来1 500多家企业在13万m2的展出面积上展示最新木工与木材加工设备、机械和工具产品。

4 结 语

动力型鱼雷锚是一种新概念锚泊设备，在泥沙流变学基础上发展而来。它具有超大的抗拔比，能够承受垂向拉拔力，布锚快速，回收轻松方便。我国的海岸线冗长，海域广阔，大量资源有待开发利用，国家利益有待保护，动力型鱼雷锚为民用和军事系泊提供了新的选择。

参考文献:

[1] 贾诱明，岳来群，韦子亮.有关我国深海油气资源勘探幵发的几点思考[J].国土资源情报，2005，07:5-7.(JIA Y M，YUE L Q，WEI Z L.Reflections on China's deep-sea oil and gas exploration and development[J].Land and Resources Information， 2005， 07:5-7.(in Chinese))

2)彻底改变了现有鱼雷锚的工作原理，安装深度可以人为控制；

本文提出的基于自适应虚拟阻抗的分布式控制策略,在DG网络拓扑结构下,各DG单元只需利用本地和相邻单元的实时输出的电流和虚拟阻抗值,根据系统特性自动调节等效输出虚拟阻抗,较好地解决了直流微电网中线路电阻不匹配和负荷不对称情况下各DG单元之间电流分配不平衡的问题,同时改善了母线的电压质量。

如图4所示，电葫芦固定在龙门架顶端，通过锚链与拉力传感器连接，由于实验拉拔速度很慢(0.8 cm/s)，因此，采用现有拉力传感器并以4 Hz的频率对拉力进行持续记录，绘成拉力－时间曲线。实验泥槽长宽深分别是5 m、2 m和2 m，为钢制矩形槽，内部填满泥沙，并用海水淹没，静置，让泥沙在水下自然固结。

[4] BRANDAO F E N， HENRIQUES C C D， ARAúJO J B， et al.Albacora Leste field development-FPSO P-50 mooring system concept and installation[C]//Offshore Technology Conference.2006.

[5] LIU H，XU K，ZHAO Y.Numerical investigation on the penetration of gravity installed anchors by a coupled Eulerian-Lagrangian approach[J].Applied Ocean Research， 2016， 60:94-108.

在全球化条件下，要素和商品在国际间的流动，使得一个国家或地区不仅会通过要素价格改变促成产业结构演变升级；而且还会通过将产业转移至劳动力更低的国家和地区，完成本地产业结构升级。在全球价值链分工条件下，产业分工和转移往往表现为价值链环节和工序的分工、转移。因此，随着劳动力成本上升，一国或地区会逐渐将劳动密集型生产环节和工序转移出去，促进自身产业结构从劳动密集型产业为主导向以资本技术密集型产业为主导的产业结构演变升级。基于以上分析，可以得到本文的核心假说：

[6] DE ARAUJO J B，MACHADO R D，DE MEDEIROS JUNIOR C J.High holding power torpedo pile:results for the first long term application[C]//ASME 2004 23rd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering.American Society of Mechanical Engineers，2004:417-421.

通过上述实验分析，动力型鱼雷锚相比于现有鱼雷锚存在以下优势:

此阶段同初期研究形式类似，前期试图总结出针对数学基本活动经验的课堂教学策略，本期更侧重于验证前期总结的途径是否有效。继续采用课堂观察、师生访谈、个例研究的形式进行研究。

[8] RICHARDSON M D，O’LOUGHLIN C D，RANDOLPH M F，et al.Setup following installation of dynamic anchors in normally consolidated clay[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering， 2009， 135(4):487-496.

[9] LIENG J T， TJELTA T I， SKAUGSET K.Installation of two prototype deep penetrating anchors at the Gjoa Field in the North Sea[C]//Offshore Technology Conference.2010.

动力型鱼雷锚提供超大的垂向锚抓力，可以使系泊方式由悬链式转为紧绷式，锚链可以由传统的钢链改换为强度高6倍的复合纤维锚链，锚链长度可显著缩短，锚链重量大幅降低。由于舟桥、核动力平台、深海空间站、航母和潜艇等类舰船及水雷等水下武器、各类浮标、海洋养殖网箱等设施均必须用锚来系泊在指定位置，因此，该新型锚技术可为军工和民用系泊系统提供新的选择，具有广阔的应用前景。

[10]FERNANDES A C，SALES Jr J S，SILVA D F C，et al.Directional stability of the torpedo anchor pile during its installation[J].The IES Journal Part A:Civil＆ Structural Engineering，2011，4(3):180-189.

[11]O'LOUGHLIN C D，RICHARDSON M D，RANDOLPH M F，et al.Penetration of dynamically installed anchors in clay[J].Géotechnique， 2013， 63(11):909.

[12]LIU X D， SUN J， YI J T， et al.Physical and numerical modeling of the performance of dynamically installed anchors in clay[C]//ASME 2014 33rd International Conference on Ocean，Offshore and Arctic Engineering.American Society of Mechanical Engineers，2014:V01AT01A056-V01AT01A056.

5)回收后，锚体不会黏附泥沙，减少清理工作。

[14]　RAIE M S，TASSOULAS J L.Installation of torpedo anchors:numerical modeling[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering， 2009， 135(12):1 805-1 813.

饲料和粪便中常规成分分析依据《饲料分析及饲料质量检测技术》[7]。采用范氏[8]洗涤纤维分析法测定ADF和NDF。

[15]SABETAMAL H，NAZEM M，CARTER J P.Numerical analysis of torpedo anchors[C]//Proc.3rd Int.Symp.on Computational Geomechanics.ComGeo III，Krakow.2013:621-632.

[16]董天宏.鱼雷锚水动力特性分析[D].华南理工大学，2015.(DONG T H.Hydrodynamic characteristics of torpedo anchors[D].South China University of Technology，2015.(in Chinese))

My dear Mr.Bennet,replied his wife,“How can you be so tiresome...[3]”

[17]郝佳伟.鱼雷锚安装特性的数值分析[D].大连理工大学，2015.(HAO J W.Numerical analysis of installation of torpedo anchors[D].Dalian University of Technology，2015.(in Chinese))

[18]张国强.鱼雷锚贯入过程的数值研究[D].大连理工大学，2015.(ZHANG G W.Simulation analysis of penetration process of torpedo anchor[D].Dalian University of Technology，2015.(in Chinese))

[19]董天宏，黄海科，柯鹏飞.鱼雷锚的方向稳定性研究[J].广东造船，2015，34(4):24-27.(DONG T H，HUANG H K，KE P F.Directional stability of torpedo anchors[J].Guangdong Shipbuilding， 2015， 34(4):24-27.(in Chinese))

教学是为了让学生通过日常的学习来达到运用的目的。而知识的运用如果只是简单地将书本知识进行操练，就不能真正达到灵活运用的目的。在牛津英语教材中，重实践运用，轻语法教学，因此在教材中并不进行语法方面的教学。但是学生在平时的学习过程中，如果没有一定的语法知识作为支撑，他们就不能进行灵活的知识运用，因此，适当增加语法的教学，对于学生的学习非常重要。

[20]张金利，郝佳伟.鱼雷锚贯入土体过程数值分析[J].水利与建筑工程学报，2015(4):33-39.(ZHANG J L，HAO J W.Numerical analysis of torpedo anchor penetration in soil[J].Journal of Water Resources and Archtectural Engineering，2015(4):33-39.(in Chinese))

[21]HASANLOO D，PANG H，YU G.On the estimation of the falling velocity and drag coefficient of torpedo anchor during acceleration[J].Ocean Engineering， 2012， 42:135-146.

老巴慌成一团。他急不择路地冲过去，蹲下身来扶老婆。慌乱中自己凭着一条腿怎么都站不起身。手臂下老婆的气息越来越弱。老巴慌了，声嘶力竭地叫唤，有如荒野中绝望的狼。隔壁左右听到这声音，吓得不轻，都急急奔来。

[22]WANG W，WANG X，YU G.Penetration depth of torpedo anchor in cohesive soil by free fall[J].Ocean Engineering，2016，116:286-294.

[23]喻国良.带高频振动的动力埋入锚:CN200810038546.0[P].2008-06-05.(YU G L.Dynamic embedded anchor with high frequency vibration:CN200810038546.0[P].2008-06-05.(in Chinese))