中贵管线贵州段阀室水淹沉降受力分析与防护措施研究

发布时间：2017-03-24 23:01

  本文关键词：中贵管线贵州段阀室水淹沉降受力分析与防护措施研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：中卫-贵阳天然气管线对于我国跨区域油气管网的建设起着至关重要的作用。贵州段管线始于遵义市,止于贵阳市。地质条件特殊、雨季长、降水多,这些都给中贵天然气管线贵州段的建设和运营带来了严峻的考验,使得线路阀室极易遭受水淹,而且已经有部分阀室因水淹而发生了沉降。沉降容易导致管道变形,产生应力集中,造成管道失效。针对这一问题,本文主要以中贵天然气管线贵州段线路阀室为研究对象,采用数值模拟方法,确定了不同降雨量下阀室的沉降量和监测阈值,提出了相关防护措施,研究结果可以为保障阀室管道的安全运行提供一定的技术支持,主要的研究工作包括：(1)研究了水淹对地基土物理状态和强度的影响机理,基于有效应力原理,分析了阀室沉降的受力特性,建立了阀室沉降的土力学模型,探讨了不考虑管道支撑作用时,不同降雨量下阀室的极限沉降量。(2)基于土力学、管线力学等基本理论,考虑管土间的相互作用关系,建立了干线管道的受力分析模型,探讨了干线管道的受力特性；基于非线性有限元理论,考虑材料非线性、几何非线性和状态非线性,建立了管土接触作用的有限元模型,探讨了阀室极限沉降量下干线管道的应力状态。(3)基于阀室与管道之间的相互作用关系,建立了考虑阀室与管道耦合作用的有限元模型,探讨了不同降雨量下阀室的实际沉降量和管道应力状态；并通过计算不同沉降量下管道的应力,确定了干线管道的监测阈值。(4)建立了阀室内管道的有限元模型,通过分析各阀门单独沉降时管系的应力状态,确定了阀门间沉降的相互影响关系,在此基础上通过计算不同沉降组合下管道的应力状态,确定了阀室内管道监控预警的监测阈值。(5)建立了阀室管系沉降监控预警系统,确定了监测方法、监测点、监测预警值和监测频率,同时还从勘察设计、施工建设、运营管理等方面总结了提高阀室管系安全性的防护措施。
【关键词】：阀室 水淹 沉降 监控预警 防护措施
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE973
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-19
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-17
• 1.2.1 建筑物沉降研究现状8-9
• 1.2.2 管道受力分析研究现状9-12
• 1.2.3 管道沉降研究现状12-17
• 1.3 研究内容及技术路线17-19
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 技术路线18-19
• 第2章 阀室沉降数值模拟分析19-33
• 2.1 中贵天然气管线贵州段概述19-21
• 2.1.1 管道沿线气象条件19-20
• 2.1.2 管道沿线土壤特性20-21
• 2.2 贵州段线路阀室工程概况21-23
• 2.2.1 线路阀室分布21-22
• 2.2.2 阀室用管22-23
• 2.3 水淹对地基土性质的影响23-24
• 2.3.1 对土体物理状态的影响23
• 2.3.2 对土体强度的影响23-24
• 2.4 阀室沉降受力分析24-26
• 2.5 阀室极限沉降量计算26-32
• 2.5.1 阀室几何模型简化26-27
• 2.5.2 阀室有限元建模27-29
• 2.5.3 计算结果与分析29-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 管道沉降受力数值模拟分析33-49
• 3.1 干线管道的力学特性分析33-42
• 3.1.1 管道的受力分析33-36
• 3.1.2 管道的应力计算36-42
• 3.2 管道的失效判断依据42-45
• 3.2.1 基于应力的失效判断依据42-43
• 3.2.2 基于应变的失效判断依据43-45
• 3.3 阀室外管道有限元建模45-47
• 3.4 管道极限应力计算47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 阀室沉降与管道受力耦合模型的建立与分析49-56
• 4.1 阀室与管道沉降耦合模型的建立49
• 4.2 阀室沉降与管道受力分析49-51
• 4.3 干线管道监测阈值计算51-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第5章 阀室沉降监测阈值计算与分析56-81
• 5.1 阀室内管道几何模型简化56-58
• 5.2 阀室内管道有限元建模58-59
• 5.3 阀室内管道监测阈值计算59-78
• 5.3.1 监视阀室内管道监测阈值计算60-70
• 5.3.2 监控阀室内管道监测阈值计算70-74
• 5.3.3 分输阀室内管道监测阈值计算74-78
• 5.4 其它降雨量下监测阈值计算78-79
• 5.5 本章小结79-81
• 第6章 阀室沉降防护措施分析81-91
• 6.1 阀室沉降监测与预警81-85
• 6.1.1 监测目的及意义81-82
• 6.1.2 监测内容及方法82-83
• 6.1.3 监测点布置83
• 6.1.4 预警值设置83-84
• 6.1.5 监测频率84-85
• 6.2 勘察设计防护85
• 6.3 地基处理85-89
• 6.4 施工防护89-90
• 6.5 运营管理防护90
• 6.6 本章小结90-91
• 第7章 结论与建议91-93
• 7.1 结论91-92
• 7.2 建议92-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-100
• 附录100-109
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果109

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