考虑海底管线初始侧向变形的低阶模态水平向整体屈曲分析

发布时间：2019-06-13 19:23

【摘要】：温度应力下海底管线的整体屈曲是海底管线设计中的关键问题之一,不埋或半埋的海底管线较易发生水平向整体屈曲。海底管线会因为制造的缺陷或铺设的原因而具有初始变形,即初始侧向变形。研究了初始侧向变形对海底管线整体屈曲的影响,应用小变形理论建立了单拱侧向变形和反对称双拱侧向变形管线发生低阶模态水平向整体屈曲的理论分析方法,结合工程实例分析了初始侧向变形形态、侧向变形幅值以及地基土体强度特性对管线水平向整体屈曲的影响。结果表明,初始侧向变形的存在使管线更易发生整体屈曲;而反对称双拱侧向变形比单拱侧向变形更易引起管线整体屈曲;随初始侧向变形幅值的增加管线发生整体屈曲所需要的温差降低,且整体屈曲变形形态有所改变管土间摩擦系数的增加会提高管线发生整体屈曲的温差,从而提高管线抵抗整体屈曲变形的能力。
[Abstract]:The overall buckling of submarine pipelines under temperature stress is one of the key problems in the design of submarine pipelines. Horizontal global buckling is easy to occur in unburied or semi-buried submarine pipelines. The submarine pipeline will have the initial deformation, that is, the initial lateral deformation, because of the defects or laying reasons. The influence of initial lateral deformation on the overall buckling of submarine pipeline is studied. The theoretical analysis methods of low order modal horizontal global buckling of single arch lateral deformation and antisymmetric double arch lateral deformation pipeline are established by using the theory of small deformation. The effects of initial lateral deformation shape, lateral deformation amplitude and strength characteristics of foundation soil on horizontal global buckling of pipeline are analyzed with engineering examples. The results show that the existence of initial lateral deformation makes the pipeline more prone to global buckling, while the antisymmetric double arch lateral deformation is more likely to cause the overall buckling of the pipeline than the single arch lateral deformation. With the increase of the initial lateral deformation amplitude, the temperature difference required for the global buckling of the pipeline decreases, and the increase of the friction coefficient between the pipes and soils will increase the temperature difference of the overall buckling of the pipeline, thus improving the ability of the pipeline to resist the global buckling deformation.
【作者单位】： 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;
【基金】：国家创新研究群体资助项目(51021004) 国家自然科学基金资助项目(40776055) 教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-11-0370) 上海交通大学海洋工程国家重点实验室基金资助项目(1002) 国家重点基础研究发展(973)计划课题(2014CB046802) 国家自然科学基金优秀青年基金项目(51322904)
【分类号】：U445.71

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2498758