牵引式滑坡作用下天然气管道力学响应研究

发布时间：2021-03-08 05:34

　　滑坡是威胁天然气管道安全运行的主要灾害之一,管道一旦发生破坏将导致灾难性后果。为研究滑坡载荷下天然气管道的力学行为,有效指导工程实践,根据悬链线及大变形梁理论,推导出牵引式滑坡作用下管道变形的最终形态,按照形态将管道分为三段,根据边值条件,通过迭代算法求解得到挠曲线解析表达式;最后,对不同的滑坡宽度、滑坡力以及管道壁厚进行了分析,结果发现滑坡宽度及滑坡力的增大加剧了管道的变形,适当增加管道壁厚,有助于提高管道刚度、减小变形。 

【文章来源】：压力容器. 2020,37(06)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

管道穿越横向滑坡区示意

由弹性地基梁理论[11]可知，当管道发生弯曲时，管道下方的土体也会发生微小形变，以抵抗外载作用，如图2所示。由悬链线特征可知，管道与土体在点A1处分离，其边界A1处的曲率与A1点以后有限范围(A1A2)内管道曲线曲率的符号相同，均为正号，即A0A1A2段呈现出凸曲线。A2点以后，由于滑坡作用，根据大变形梁理论可知管道呈现出凹曲线，A2点是管道曲线曲率由正变负的反曲点，该点曲率为零。管道在A3点处的侧向位移最大，曲线斜率为零。假设管道在几何及受力上都对称于y轴。对于管道下面土体凹陷形成的悬空段，其横向力q按式(1)计算[12]，不考虑管道内介质质量。

管道侧向运动时，土体响应采用理想线弹塑性模型[13]，由此可得图3所示的双线性p-y关系曲线。土体抗力p以k的增长率线性增长，直到达到最大值，当其达到其最大抗力p0.1时，对应的管道位移为0.1D[14]，所以在0.1D以内的土体抗力增长率为k=10p0.1/D。2 控制方程

【参考文献】：
期刊论文
[1]埋地管道近场外爆载荷计算与管道响应研究[J]. 丁宇奇,周辉宇,戴子威,李为卫,马秋荣.  压力容器. 2018(12)
[2]海底管道后挖沟过程的应力解析分析方法[J]. 夏梦莹,张宏,吴锴,吴经天.  石油管材与仪器. 2017(06)
[3]不同滑坡形式下埋地管的纵向受力分析[J]. 谢强,王雄,张建华,向鹏.  地下空间与工程学报. 2012(03)
[4]垂直荷载作用下的管道纵向受力分析模式初探[J]. 张土乔,吴小刚.  中国市政工程. 2001(04)
[5]埋地柔性管道的应力和变形分析[J]. 邓道明,李育光.  油气储运. 1998(06)
[6]纵横弯曲下连续梁的一般解[J]. 袁祥忠,梁政.  西南石油学院学报. 1984(01)



本文编号：3070506