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滑坡作用下管道变形特征与应变计算模型研究

滑坡作用下管道变形特征与应变计算模型研究

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作者：唐俊杰西南科技大学

学位级别：硕士

随着能源需求和社会经济发展,管道越来越广泛应用于石油和天然气运输。受我国幅员辽阔、地形复杂等特点,油气管道不可避免会穿越地质灾害频发地区。滑坡作为主要的地质灾害种类之一,对油气管道的安全运营构成严重威胁,因此开展滑坡作用... 详细信息

随着能源需求和社会经济发展,管道越来越广泛应用于石油和天然气运输。受我国幅员辽阔、地形复杂等特点,油气管道不可避免会穿越地质灾害频发地区。滑坡作为主要的地质灾害种类之一,对油气管道的安全运营构成严重威胁,因此开展滑坡作用下管道变形特征与应变计算模型研究,对管道工程防灾减灾具有重大意义。本文以岙册线、仪长线、甬宁线近两年发生的典型管道滑坡灾害案例信息为基础,采用ABAQUS有限元软件开展管道不同穿越滑坡方式、滑坡几何特征、管道要素对管道遭受滑坡作用变形特征影响及滑坡各几何特征和管道各要素对滑坡作用下管道变形破坏规律影响程度的对比研究,并建立分别基于滑坡几何特征和管道要素的管道应变计算模型,以期为滑坡发生后管道变形破坏程度评价和管道埋设设计承载力判断提供依据和参考。1)通过对管道横向、纵向、斜向三种穿越滑坡方式的管土变形特征进行对比,发现管道不同穿越滑坡方式不会影响滑坡土体变形破坏规律,但会导致管道的变形特征不同,且同一滑坡土体作用下,受不同穿越滑坡方式的管土相互作用机制及管道最大变形位置不同,当滑坡土体位移相同距离时纵穿滑坡方式的管道变形程度最大,其次是斜穿滑坡方式的管道,最后是横穿滑坡方式的管道。2)基于典型管道滑坡几何特征参数,采用有限元软件展开滑坡几何特征的滑坡长度、滑坡厚度等对滑坡作用下管道变形规律影响分析,并得出基于滑坡几何特征和土体位移的管道应变计算模型,以期望为管道遭受滑坡作用后管道状态评价提供参考。3)基于典型管道滑坡案例的管道要素信息统计,分别分析了管道径厚比、管道埋深、管道内压、管道材料对滑坡作用下管道变形破坏规律的影响,对比了管道不同要素对滑坡作用下管道变形破坏规律影响的敏感程度,并得出了基于滑坡土体位移和管道要素的应变计算模型,以期为考虑管道防灾条件下油气管道参数设计提供参考。

关键词：管道滑坡管道变形特征滑坡几何特征管道要素应变计算

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