地表沉陷作用下输油管道力学响应分析
发布时间：2023-06-28 05:29
我国对石油的需求量不断增长,管道作为油品最为经济、合理的运输方式之一,其敷设量也大大增加。输油管道不可避免的会穿过地质灾害区,地表沉陷是常见和频发的地质灾害之一,当管道穿过地表沉陷区时,容易在沉陷土体位移的作用下发生拉压和扭曲变形,产生裂缝、屈曲、拉断等形式的破坏,给输油管道的安全造成了极大的威胁。因此论文开展了地表沉陷作用下输油管道力学响应分析,为确定沉陷作用对管道的影响程度、找出管道易破坏位置区域和制定有效的预防措施等方面提供参考。主要研究内容如下:(1)对国内外地表沉陷作用下埋地管道研究方法进行总结,分析解析分析法、数值分析法和试验研究三者的特点。分析典型的地表沉陷成因及特征,并研究其对管道的影响和损害特征。(2)采用ABAQUS有限元软件建立数值模型,分析地表错动沉陷作用下管道受力和变形特征,得出管道最容易破坏的区域;将有限元模拟结果与解析法计算结果进行对比,验证本文有限元模型的合理性;对比分析基于应力的失效准则和基于应变的失效准则的特点,利用应变失效判定准则对地表错动沉陷作用下输油管道进行失效判定。(3)基于数值模拟分析结果,讨论沉陷深度对管道应力、总应变和塑性应变的影响规律...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景
1.2 研究的目的及意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 地表沉陷下埋地管道的解析分析法
1.3.2 地表沉陷下埋地管道的数值模拟分析
1.3.3 地表沉陷下埋地管道的试验研究
1.3.4 国内外研究现状简析
1.4 本文的主要研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 典型地表沉陷成因及其对输油管道的影响
2.1 采空沉陷
2.1.1 采空沉陷成因及特征分析
2.1.2 采空沉陷对管道的影响和损害
2.2 岩溶塌陷
2.2.1 岩溶塌陷成因及特征分析
2.2.2 岩溶塌陷对管道的影响和损害
2.3 震陷
2.3.1 震陷成因及特征分析
2.3.2 震陷对管道的影响和损害
2.4 黄土湿陷
2.4.1 黄土湿陷成因及特征分析
2.4.2 黄土湿陷对管道的影响和损害
2.5 地表沉陷特征和对管道的影响简析
2.6 本章小结
第3章 地表错动沉陷区输油管道力学响应分析
3.1 有限元模型建立
3.1.1 管-土相互作用模型
3.1.2 构建模型
3.2 模拟计算结果与分析
3.2.1 计算结果云图分析
3.2.2 管道的受力和变形反应分析
3.3 错动沉陷区输油管道受力解析计算
3.3.1 非沉陷区管道分析
3.3.2 沉陷区管道分析
3.3.3 最大轴向应力计算
3.4 模拟结果可行性验证
3.5 失效判据准则
3.5.1 基于应力理论的管道失效判据
3.5.2 基于应变理论的管道失效判据
3.5.3 管道失效情况分析
3.6 本章小结
第4章 地表错动沉陷区输油管道影响因素分析
4.1 沉陷深度影响分析
4.2 管道运行温度的影响分析
4.3 壁厚的影响分析
4.4 管径的影响分析
4.5 管输压力的影响分析
4.6 管道埋深的影响分析
4.7 土体参数的影响分析
4.8 本章小结
第5章 地表沉陷盆地区输油管道力学响应分析
5.1 模型的建立
5.2 采空沉陷盆地区输油管道受力和变形分析
5.3 采空沉陷盆地区输油管道影响因素分析
5.3.1 沉陷位移的影响分析
5.3.2 沉陷长度的影响分析
5.3.3 管道运行温度的影响分析
5.3.4 壁厚的影响分析
5.3.5 管道埋深的影响分析
5.3.6 管输压力的影响分析
5.3.7 土体参数的影响分析
5.4 影响因素敏感性分析
5.4.1 敏感性分析简介
5.4.2 敏感性分析方法
5.4.3 正交试验设计原理
5.4.4 基于正交试验的敏感性分析
5.5 本章小结
第6章 XC煤矿采空区输油管道力学特性分析
6.1 XC煤矿采空区特征及管道穿越情况
6.2 地表移动和管道应力监测情况
6.3 采空区地表移动的预测
6.3.1 地表最大下沉量的预测
6.3.2 地表沉陷范围的预测
6.3.3 管道允许最大下沉量计算
6.4 采空区管道数值模拟及其结果分析
6.4.1 模型的建立和参数取值
6.4.2 计算结果分析
6.5 本章小结
第7章 结论与建议
7.1 研究结论
7.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3836072
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景
1.2 研究的目的及意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 地表沉陷下埋地管道的解析分析法
1.3.2 地表沉陷下埋地管道的数值模拟分析
1.3.3 地表沉陷下埋地管道的试验研究
1.3.4 国内外研究现状简析
1.4 本文的主要研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第2章 典型地表沉陷成因及其对输油管道的影响
2.1 采空沉陷
2.1.1 采空沉陷成因及特征分析
2.1.2 采空沉陷对管道的影响和损害
2.2 岩溶塌陷
2.2.1 岩溶塌陷成因及特征分析
2.2.2 岩溶塌陷对管道的影响和损害
2.3 震陷
2.3.1 震陷成因及特征分析
2.3.2 震陷对管道的影响和损害
2.4 黄土湿陷
2.4.1 黄土湿陷成因及特征分析
2.4.2 黄土湿陷对管道的影响和损害
2.5 地表沉陷特征和对管道的影响简析
2.6 本章小结
第3章 地表错动沉陷区输油管道力学响应分析
3.1 有限元模型建立
3.1.1 管-土相互作用模型
3.1.2 构建模型
3.2 模拟计算结果与分析
3.2.1 计算结果云图分析
3.2.2 管道的受力和变形反应分析
3.3 错动沉陷区输油管道受力解析计算
3.3.1 非沉陷区管道分析
3.3.2 沉陷区管道分析
3.3.3 最大轴向应力计算
3.4 模拟结果可行性验证
3.5 失效判据准则
3.5.1 基于应力理论的管道失效判据
3.5.2 基于应变理论的管道失效判据
3.5.3 管道失效情况分析
3.6 本章小结
第4章 地表错动沉陷区输油管道影响因素分析
4.1 沉陷深度影响分析
4.2 管道运行温度的影响分析
4.3 壁厚的影响分析
4.4 管径的影响分析
4.5 管输压力的影响分析
4.6 管道埋深的影响分析
4.7 土体参数的影响分析
4.8 本章小结
第5章 地表沉陷盆地区输油管道力学响应分析
5.1 模型的建立
5.2 采空沉陷盆地区输油管道受力和变形分析
5.3 采空沉陷盆地区输油管道影响因素分析
5.3.1 沉陷位移的影响分析
5.3.2 沉陷长度的影响分析
5.3.3 管道运行温度的影响分析
5.3.4 壁厚的影响分析
5.3.5 管道埋深的影响分析
5.3.6 管输压力的影响分析
5.3.7 土体参数的影响分析
5.4 影响因素敏感性分析
5.4.1 敏感性分析简介
5.4.2 敏感性分析方法
5.4.3 正交试验设计原理
5.4.4 基于正交试验的敏感性分析
5.5 本章小结
第6章 XC煤矿采空区输油管道力学特性分析
6.1 XC煤矿采空区特征及管道穿越情况
6.2 地表移动和管道应力监测情况
6.3 采空区地表移动的预测
6.3.1 地表最大下沉量的预测
6.3.2 地表沉陷范围的预测
6.3.3 管道允许最大下沉量计算
6.4 采空区管道数值模拟及其结果分析
6.4.1 模型的建立和参数取值
6.4.2 计算结果分析
6.5 本章小结
第7章 结论与建议
7.1 研究结论
7.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3836072
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3836072.html
