Ice-Structure Interaction with Artificially Generated Force Records

Abstract

The paper describes the dynamic ice-structure interaction study of monopod platforms (fixed type) which are of considerable interest to the off-shore oil industry in cold regions. In view of the scantiness of continuous ice-force records, artificial-force records are generated from available small-scale field ice-force records using stochastic concepts. The method, based on the similarity between the fluctuating parts of randomly varying ice-force records and the seismic records uses a non-stationary random process obtained from filtering a shot noise through a second-order filter. The dynamic response analysis of a monopod structure located at Cook Inlet, Alaska, is carried out by hybridizing the relevant sub-routines of the computer programmes, SAP IV (Structural Analysis Programme) and EA TSW (Earthquake response of Axisymmetric Tower Structures surrounded by Water) . The work includes a study of the influence of soil properties on the frequencies and responses, and a comparison between the responses of fixed and elastically supported (by the soil foundation) monopod platforms. REsuME. Enregistrements de l'interaction entre la structure de la glace et des forces produites artificiellement. Cet article decrit I'etude dynamique de I'action sur la structure de la glace de plates-formes monopodes (d'un type fixe) qui sont d'un interc~t considerable dans I'industrie petroliere des regions froides. En raison du petit nombre d'enregistrements continus des efforts dans la glace, on engendre artificiellement des efforts distribues de maniere aleatoire 11 partir des enregistrements disponibles des efforts constates sur le terrain 11 petite echelle. La methode basee sur la similitude entre les parties f1uctuantes des enregistrements d'efforts dans la glace variant au hasard, et les enregistrements sismiques utilise une succession aleatoire non stationnaire obtenue en filtrant un bruit de detonation 11 travers un filtre du second ordre. L'analyse de la reponse dynamique d'une structure monopode, situee 11 Cook Inlet, Alaska, est conduite en combinant les boucles utilisables des programmes d'ordinateurs SAP IV (Programme d'Analyse Structural e) et EATSW (Reponse aux Tremblements de Terre de Tours en Beton Asymetriques Entourees d'Eau). Le travail inclut une etude de I'influence des proprietes du sol sur les frequences et les reponses et une comparaison entre les reponses des plates-formes monopodes fixes et 11 support elastique (par la fondation sur le sol ). ZUSAMMENFASSUNG. Wechselwirkungm zwischen Eis und Bauwerken mit simulierten Kraften. Die Arbeit handelt von der Untersuchung der dynamischen Wechselwirkung zwischen Eis und Bauwerk fur einstutzige Plaltformen (ortsfester Typ), die von betrachtlichem Interesse fur die kustennahe Olsuche in kalten Gebieten is!. Wegen des Mangels an kontinuierlichen Aufzeichnungen der Eiskrafte werden kunstliche Kraftaufzeichnungen aus verfugbaren Daten von Eiskraftfeldern kleinen Massstabs unter Verwendung stochastischer Konzepte erzeugt. Die Methode beruht auf der Ahnlichkeit zwischen ...

Dynamics of the Ice-Crushing Process

“…With regard to previous work, a number of articles deal with the crushing process in ice on both rigid and flexible structures. Some of the earlier studies were concerned with the development of an analogue model of the crushing process (Matlock and others, 1971; Swamidas and others, 1977). Määttänen (1978) dealt with flexible structures, in particular lighthouses, and presented analysis methods for this kind of structure.…”