船舶正常行驶过程中需要通过抛锚作业进行停船,正常情况下为了保护锚链以及河床/海床中的结构物,船锚通常以较小速度落在河床/海床表面,然后通过拖锚完成锚固;但是在遇到极端天气或者锚泊作业出现失误时,抛锚速度将会增大,此时船锚有破坏海底管线和其它河床/海床内结构物的风险。为了减少船舶抛锚事故的发生,减少经济损失,保证良好的海洋环境,同时给工作人员提供较大的安全保障,非常有必要对抛锚过程中抛锚的深度和速度、以及船锚在贯入土体过程中的运动轨迹等内容进行详细的研究。本文主要研究船舶在应急抛锚的情况下霍尔锚与斯贝克锚的贯入速度和土体强度对贯入深度的影响。本文通过分析某市某河道的工程概况确定河床表面土体基本参数,并综合考虑原型锚的重量、形状等参数确定试验模型比尺,进行了一系列缩尺模型试验,分别讨论了在粘土河床和砂土河床上,霍尔锚和斯贝克锚的贯入深度的影响因素。本文在不同的强度的粘土土样中进行了霍尔锚和斯贝克锚以不同竖直速度贯入土体的模型试验总计32组,试验中考虑土体强度、抛锚速度、以及水平速度对模型锚贯入深度的影响。试验结果显示,锚的贯入深度随抛锚速度的增加而增加、随土体强度的增大而减小;在相同抛锚速度和土体强度条件下,霍尔锚的贯入深度大于斯贝克锚的贯入深度;水平速度对锚的竖直贯入深度影响较小,但会使锚在水平方向上移动一定的距离。根据试验数据,分别拟合了可以指导霍尔锚和斯贝克锚原型应用的抛锚深度与锚的总能量间的经验公式,预测了锚在极限速度下贯入已知强度河床的深度;根据牛顿第二定律建立了附加质量分析方法,基于能量守恒原理编写程序计算了斯贝克锚的贯入深度与速度间的关系,通过与试验结果进行对比可知,计算结果与试验结果吻合较好,最大误差不超过10%。针对砂土河床,本文通过三组总计23个缩尺模型试验模拟了霍尔锚的抛锚贯入过程,试验分别考虑了抛锚速度(1.15-4.4 m/s)和砂土相对密实度(0.45-0.65)对锚贯入深度的影响。应用Young等改进的美国桑迪亚国家实验室的经验公式对试验结果进行了分析,指出该经验公式的不足之处;然后基于地基承载力理论和能量守恒原理,编程计算了砂土内摩擦角、抛锚速度对贯入深度的影响,并讨论了承载力系数的选取对计算结果的影响。