爆炸冲击作用下埋地并行输气管道的动力响应

发布时间：2021-03-30 21:00

　　天然气泄漏爆炸已成为埋地输气管道主要的极端灾害。选取TNT当量法作为输气管道小孔泄漏致爆的估算模型,适当选取材料本构模型,采用任意拉格朗日-欧拉方法 （ALE）,在验证模型精度的基础上,建立了埋地输气管道-土壤-炸药耦合的三维实体模型,分析了埋地输气管道动力响应（等效应力、位移）与爆心距和炸药量之间的关系。研究结果表明:ALE法可较好地描述球形爆炸波在土中的传播规律,且可形象展示爆炸空腔及地表土丘的宏观演化过程;在爆心距为205 cm时,应力随着药量的增大而增大,管体的抗爆极限药量为58. 4 kg;应力与位移均随着装药量的增大或爆心距的减小而增大; X向位移、迎爆点及背爆点的Y向位移随着时间的变化先增大后减小,管顶的Y向位移则呈现先增大后减小的二次震荡,管底的位移近似呈正弦规律变化;基于应变的失效判据与应力的失效判据评定结果存在偏差,应力评定结果相对偏保守。所得结论可为并行输气管道的安全评估提供参考。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(06)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

天然气泄漏示意图

加拿大防务研究所对100 g炸药在土中进行了一系列爆炸试验[21]，试验装置及装置简图分别如图2a和图2b所示。试验主要包含一个装满土体的铁桶、土中不同埋深下的3个压力传感器以及大气中设置的5个压力传感器(见图2b黑色方块)。研究仅针对地下部分，因此建立如图2c所示的??三维实体模型，模型顶面为自由表面，对称面上施加对称约束，其余面上施加非反射边界约束。图3为土中3个压力传感器的实测值与模拟结果对比图。

图3为土中3个压力传感器的实测值与模拟结果对比图。由图3可知，模拟所得结果与试验值存在一定偏差，但整体接近，偏差分别为1.12%、7.00%和8.86%，处于工程可接受范围，因此该试验定量验证了数值模拟的可行性。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]地下管道爆炸对埋地管网的毁伤数值模拟[D]. 刘阳阳.南京理工大学 2016



本文编号：3110145