液化场地下埋地热力管道力学反应的有限元分析

发布时间：2020-10-14 14:57

　　 热力管道作为生命线工程的重要组成部分,对人们的生活和工业生产都有着很大的贡献,热力管道一旦破坏,城市安全将会受到很大威胁,并给人们的生活和财产造成极大危害。地震波作用在液化场地时会对埋地管道产生横向和纵向的破坏作用,同时砂土液化会对管道产生上浮作用使管道在竖直平面内发生变形,严重时会使管道因遭受上浮力而露出地面。当热力管道处于液化场地时,其受力状态更加复杂,如管土相互作用、土体液化引起的上浮力、以及管道内部热介质与结构的热力耦合作用,因此建立多种耦合作用下的有限元分析模型极为重要。基于有限元分析软件ADINA,考虑非液化区的管土相互作用、液化土的非线性约束作用以及管道内壁与热介质的热力耦合作用,建立了液化场地下埋地热力管道上浮反应的管土接触-土弹簧-热力耦合分析模型。分析了多种耦合作用下,埋地热力管道的上浮位移、轴向及环向应力与应变,特别是热力耦合作用下的影响。结果表明:管道与内部热介质的热力耦合作用下管道的上浮位移更大,即随着管内介质温度的升高,管道上浮位移逐渐增大,所以,热力耦合作用会加剧液化场地下埋地热力管道的上浮反应,使管道更容易发生破坏。通过分析埋地热力管道的上浮位移、轴向应力应变及环向应力应变,得到:管径、液化土密度越大,埋深、壁厚越小,管道的上浮位移越大,管道变形越严重,越容易破坏;管道上最大应力值点是出现在液化区与非液化区交界处。
【学位单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU995.3
【部分图文】：

非液化区需要设置摩擦接触实现管土相互地弹簧实现液化土对管道的粘滞力作用，并且为了与非液化区交界处还设置了过渡区，所以，为节省一半进行模拟，具体模型如图 2 所示。

- 8 -图 2 分析模型Fig.2 Analysis model考虑热力耦合作用时，需要分别建立结构模型与热力模型，结构模-Structures 中建立，热力模型在 ADINA-Thermal 中建立，最后运用 TM求解器进行耦合分析，模型中管土均采用热敏性材料，使其在热力耦合够随温度发生变化。

图 3 土颗粒水受力简化模型Fig.3 The simplified force model of soil and water素列因素作用相互影响的结果，总结前人对和外因两种：要是指土体颗粒大小、密实度、以及颗粒大小越均匀越不易发生液化，如粗颗粒的力就容易消散；粒径小的土质，其细粒含，也就越不易发生液化；就密实度而言，发现，在地震发生时，只有砂土的体积缩。要是指地震强度、地震持续时间、上覆。就地震强度来说，地震强度越大，越易
【参考文献】

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本文编号：2840817