埋地管道管土界面应力试验研究
发布时间：2022-10-15 18:21
随着我国综合国力的不断提高,人们加快了城市化建设和经济的快速发展。然而随着城市建设和经济增长,油气资源逐步成为城市运转和经济发展的重要基础保障。因埋地管道运输具有受外界环境和气候变化干扰小、运输费用低、运输损耗小、安全性能高等优势,人们加快了埋地管道的铺设,其成为长距离输送油气的主要运输方式。然而埋地油气管线铺设区域范围广,将不可避免的穿越冻土区、断裂带等各种不良土层,以至于人们对埋地管道的抗震、冻胀融沉等安全性问题越来越重视。我国国土陆地面积被百分之七十五的冻土层和季节性冻土层所覆盖,以至于我国许多重要输油管线都将穿越冻土层,外界环境气温的改变对土体的物理性质和力学特性的影响非常大,当外界环境温度降低至零摄氏度以下,土体将发生冻胀现象,当外界环境温度升高至零摄氏度以上时,土体将产生融沉现象。致使埋地管道周围土体的物理力学性质发生改变,其对管道的安全运行极其不利。因此研究埋地管道与冻土之间的界面应力问题及埋地管道与常温土之间的界面应力问题,对进一步开展埋地管道的抗震设计和施工具有非常重要的指导意义。本文结合试验方法和理论方法对埋地管道管土界面应力进行了研究分析。针对埋地管道管土间界面应...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 选题背景及意义
1.2 冻土多场理论的研究现状
1.3 管土相互作用研究
1.4 埋地管道试验研究
1.5 本文研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
第二章 试验土样制备及土样物理力学性能研究
2.1 概述
2.2 土的物理性质指标试验
2.3 砂土试验土样制备
2.4 粘土土样液塑限试验测定
2.4.1 粉质粘土土样液塑限测定
2.4.2 试验数据处理
2.5 试验土样的密度及含水率测定
2.6 土样基本力学性能测定
2.7 冻结粉质粘土的抗剪强度试验
2.7.1 冻结粉质粘土试验土样制作
2.7.2 冻结粉质粘土土样剪切试验
2.7.3 试验数据处理
2.7.4 冻结粉质粘土剪切应力—应变关系
2.7.5 含水率对冻结粉质粘土剪切模量的影响
2.7.6 含水率对冻土抗剪强度的影响
2.8 同类土未冻结状态下的试验分析
2.8.1 室温砂土直接剪切试验研究
2.8.2 室温砂土含水率变化时,剪切应力—应变的关系
2.8.3 含水率对室温砂土抗剪强度的影响
2.9 室温粉质粘土三轴试验
2.9.1 三轴剪切抗剪强度试验原理
2.9.2 试块制作
2.9.3 试验操作过程
2.9.4 三轴试验不固结不排水法计算公式
2.9.5 室温粉质粘土应力—应变关系
2.9.6 抗剪强度分析
2.9.7 含水率对室温粉质粘土抗剪强度的影响
2.10 温度对粉质粘土抗剪强度的影响
2.11 冻土立方体抗压强度试验
2.11.1 制作抗压强度试块
2.11.2 试验操作过程
2.11.3 试块受压破坏过程
2.11.4 试块抗压强度计算
2.11.5 含水率对冻土抗压强度的影响分析
2.11.6 试块压缩模量计算
2.12 土压缩试验
2.12.1 土压缩试验原理
2.12.2 试样压缩试验操作过程
2.12.3 压缩指标计算公式
2.12.4 压缩指标计算结果
2.13 本章小结
第三章 埋地管道管土界面应力试验研究
3.1 概述
3.2 模型设计影响因素
3.3 模型设计影响因素
3.4 安装土箱
3.5 试验数据采集
3.6 试验加载系统
3.7 试验主要步骤
3.8 确定土体基本参数
3.9 本章小结
第四章 埋地管道管土界面应力分析
4.1 概述
4.2 建立管土相互作用计算模型
4.2.1 假定条件
4.2.2 建立模型
4.2.3 土体模型
4.2.4 埋地管道管土界面应力模型
4.3 管土界面应力试验分析
4.3.1 冻结砂土中管土界面摩阻应力—位移试验结果分析
4.3.2 室温砂土中管土界面摩阻应力—位移试验结果分析
4.3.3 冻结粉质粘土中管土界面摩阻应力—位移试验结果分析
4.3.4 室温粉质粘土中管土界面摩阻应力—位移试验结果分析
4.3.5 确定埋地管道管土界面应力基本参数方法
4.4 验证理论模型
4.5 管土界面摩阻应力—位移试验结果的拟合分析
4.5.1 冻结砂土中埋地管道管土界面摩阻应力—位移拟合
4.5.2 室温砂土中埋地管道管土界面摩阻应力—位移拟合
4.5.3 冻结粉质粘土中埋地管道管土界面摩阻应力—位移拟合
4.5.4 室温粉质粘土中埋地管道管土界面摩阻应力—位移拟合
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
作者简介、发表文章及研究成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻土区管土相互作用研究综述[J]. 黄龙,盛煜,胡晓莹,王生廷. 冰川冻土. 2017(01)
[2]冻土区管道上浮屈曲临界载荷试验研究[J]. 刘啸奔,张宏,夏梦莹. 石油化工设备. 2014(04)
[3]走滑断层地震地表断裂位错估计方法研究[J]. 赵颖,郭恩栋,王琼,刘智. 岩土力学. 2013(05)
[4]地震地区长输天然气管道失效风险分析与评价[J]. 尹法波,杜曼,赵东风. 油气储运. 2013(05)
[5]地震波作用下的埋地燃气管道动力响应研究[J]. 赵新涛,程贵海,冯国建. 地球物理学进展. 2011(01)
[6]管道穿越地震断层管土耦合大变形壳模型的应变响应规律研究[J]. 闫相祯,张立松,杨秀娟. 土木工程学报. 2010(08)
[7]穿越逆冲断层的埋地管道非线性反应分析[J]. 金浏,李鸿晶. 防灾减灾工程学报. 2010(02)
[8]寒区路基工程与多年冻土间的相互作用分析[J]. 朱正刚,钱江,李南生. 科技通报. 2010(01)
[9]地震断层作用下的埋地管道等效分析模型[J]. 王滨,李昕,周晶. 防灾减灾工程学报. 2009(01)
[10]跨断层埋地管道反应分析改进的Newmark方法[J]. 李小军,侯春林,赵雷,刘爱文. 岩土力学. 2008(05)
博士论文
[1]基于壳模型的埋地管线抗震分析[D]. 刘爱文.中国地震局地球物理研究所 2002
硕士论文
[1]胶圈接口管道与土摩擦及滑动特性研究[D]. 杜少轩.河南工业大学 2017
[2]冻土水、热、力三场耦合关系及数值模拟研究[D]. 由明卓.北方工业大学 2010
[3]跨越断层埋地管线数值模拟分析[D]. 胡明祎.中国地震局工程力学研究所 2005
[4]跨越断层地下管线反应分析[D]. 毛建猛.南京工业大学 2005
本文编号：3691805
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 选题背景及意义
1.2 冻土多场理论的研究现状
1.3 管土相互作用研究
1.4 埋地管道试验研究
1.5 本文研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
第二章 试验土样制备及土样物理力学性能研究
2.1 概述
2.2 土的物理性质指标试验
2.3 砂土试验土样制备
2.4 粘土土样液塑限试验测定
2.4.1 粉质粘土土样液塑限测定
2.4.2 试验数据处理
2.5 试验土样的密度及含水率测定
2.6 土样基本力学性能测定
2.7 冻结粉质粘土的抗剪强度试验
2.7.1 冻结粉质粘土试验土样制作
2.7.2 冻结粉质粘土土样剪切试验
2.7.3 试验数据处理
2.7.4 冻结粉质粘土剪切应力—应变关系
2.7.5 含水率对冻结粉质粘土剪切模量的影响
2.7.6 含水率对冻土抗剪强度的影响
2.8 同类土未冻结状态下的试验分析
2.8.1 室温砂土直接剪切试验研究
2.8.2 室温砂土含水率变化时,剪切应力—应变的关系
2.8.3 含水率对室温砂土抗剪强度的影响
2.9 室温粉质粘土三轴试验
2.9.1 三轴剪切抗剪强度试验原理
2.9.2 试块制作
2.9.3 试验操作过程
2.9.4 三轴试验不固结不排水法计算公式
2.9.5 室温粉质粘土应力—应变关系
2.9.6 抗剪强度分析
2.9.7 含水率对室温粉质粘土抗剪强度的影响
2.10 温度对粉质粘土抗剪强度的影响
2.11 冻土立方体抗压强度试验
2.11.1 制作抗压强度试块
2.11.2 试验操作过程
2.11.3 试块受压破坏过程
2.11.4 试块抗压强度计算
2.11.5 含水率对冻土抗压强度的影响分析
2.11.6 试块压缩模量计算
2.12 土压缩试验
2.12.1 土压缩试验原理
2.12.2 试样压缩试验操作过程
2.12.3 压缩指标计算公式
2.12.4 压缩指标计算结果
2.13 本章小结
第三章 埋地管道管土界面应力试验研究
3.1 概述
3.2 模型设计影响因素
3.3 模型设计影响因素
3.4 安装土箱
3.5 试验数据采集
3.6 试验加载系统
3.7 试验主要步骤
3.8 确定土体基本参数
3.9 本章小结
第四章 埋地管道管土界面应力分析
4.1 概述
4.2 建立管土相互作用计算模型
4.2.1 假定条件
4.2.2 建立模型
4.2.3 土体模型
4.2.4 埋地管道管土界面应力模型
4.3 管土界面应力试验分析
4.3.1 冻结砂土中管土界面摩阻应力—位移试验结果分析
4.3.2 室温砂土中管土界面摩阻应力—位移试验结果分析
4.3.3 冻结粉质粘土中管土界面摩阻应力—位移试验结果分析
4.3.4 室温粉质粘土中管土界面摩阻应力—位移试验结果分析
4.3.5 确定埋地管道管土界面应力基本参数方法
4.4 验证理论模型
4.5 管土界面摩阻应力—位移试验结果的拟合分析
4.5.1 冻结砂土中埋地管道管土界面摩阻应力—位移拟合
4.5.2 室温砂土中埋地管道管土界面摩阻应力—位移拟合
4.5.3 冻结粉质粘土中埋地管道管土界面摩阻应力—位移拟合
4.5.4 室温粉质粘土中埋地管道管土界面摩阻应力—位移拟合
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
作者简介、发表文章及研究成果目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻土区管土相互作用研究综述[J]. 黄龙,盛煜,胡晓莹,王生廷. 冰川冻土. 2017(01)
[2]冻土区管道上浮屈曲临界载荷试验研究[J]. 刘啸奔,张宏,夏梦莹. 石油化工设备. 2014(04)
[3]走滑断层地震地表断裂位错估计方法研究[J]. 赵颖,郭恩栋,王琼,刘智. 岩土力学. 2013(05)
[4]地震地区长输天然气管道失效风险分析与评价[J]. 尹法波,杜曼,赵东风. 油气储运. 2013(05)
[5]地震波作用下的埋地燃气管道动力响应研究[J]. 赵新涛,程贵海,冯国建. 地球物理学进展. 2011(01)
[6]管道穿越地震断层管土耦合大变形壳模型的应变响应规律研究[J]. 闫相祯,张立松,杨秀娟. 土木工程学报. 2010(08)
[7]穿越逆冲断层的埋地管道非线性反应分析[J]. 金浏,李鸿晶. 防灾减灾工程学报. 2010(02)
[8]寒区路基工程与多年冻土间的相互作用分析[J]. 朱正刚,钱江,李南生. 科技通报. 2010(01)
[9]地震断层作用下的埋地管道等效分析模型[J]. 王滨,李昕,周晶. 防灾减灾工程学报. 2009(01)
[10]跨断层埋地管道反应分析改进的Newmark方法[J]. 李小军,侯春林,赵雷,刘爱文. 岩土力学. 2008(05)
博士论文
[1]基于壳模型的埋地管线抗震分析[D]. 刘爱文.中国地震局地球物理研究所 2002
硕士论文
[1]胶圈接口管道与土摩擦及滑动特性研究[D]. 杜少轩.河南工业大学 2017
[2]冻土水、热、力三场耦合关系及数值模拟研究[D]. 由明卓.北方工业大学 2010
[3]跨越断层埋地管线数值模拟分析[D]. 胡明祎.中国地震局工程力学研究所 2005
[4]跨越断层地下管线反应分析[D]. 毛建猛.南京工业大学 2005
本文编号：3691805
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3691805.html
