不连续埋地管线在沉陷情况下的可靠度分析

运用响应面法对埋地不连续管线在沉陷位移、管线直径、管线壁厚以及接口轴向弹簧等随机变量下的可靠度进行分析,得到埋地不连续管线接口最大相对位移超过渗漏位移的失效概率及可靠度指标,为沉陷区埋地管线的设计积累经验。     

Seismic fragility analysis of a buried gas pipeline based on nonlinear time-history analysis

Seismic fragility analysis was performed for API X65, a type of buried gas pipeline that is widely used in Korea. For this purpose, nonlinear time-history analyses were carried out using 15 different analytical models of the pipeline, which represent variations of modeling parameters. The nonlinear Winkler approach was adopted to simulate the soil-pipeline interaction during an earthquake loading. A set of 12 recorded ground motions were selected for the time-history analyses and scaled to represent a range of earthquake intensity levels. Then, fragility functions were developed with respect to the damage states, which are defined in terms of the maximum axial strain of the pipeline. The parameters under consideration for subsequent seismic fragility analyses are the soil conditions, boundary conditions, burial depth, and type of pipeline. Comparative analyses revealed that the first three parameters, most notably the soil conditions, influence the fragility curves, but the last parameter negligibly affects the fragility curves. It is concluded in short that this study is promising to give a useful insight for a rapid seismic performance evaluation of a buried gas pipeline based on nonlinear and fragility analyses.     

地震波作用下埋地管道的位移反应分析

为了分析地震波作用下埋地管道的位移反应,以震时埋地管道的接头损坏作为主要破坏模式,采用波动理论计算管道的轴向变形,讨论了地震波入射角、剪切波速、管径等参数对管道变形的影响,并比较了两种管土间轴向变形传递系数的计算差异,建议采用《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》(GB500 32-2003)中给出的变形传递系数进行埋地管道抗震验算。     

Generalized eringen problem: influence of axial force on random vibration response of simply supported beam

The Eringen problem—that of a random vibration of a uniform beam simply supported at its ends—is generalized herewith to include the effect of a deterministic axial loading. The beam is excited by a random transverse load represented by a space- and time-wise ideal white noise. A closed-form solution is obtained for the displacement space-time correlation function at zero time lag. It is shown that as the axial load approaches the Euler buckling level, the random displacement response increases indefinitely. For axial loads below this level, the obtained expressions permit explicit evaluation of probabilistic characteristics of the response.     

Effect of surrounding soil on stress–strain response of buried pipelines under ground loads

In order to determine the stress–strain response of buried pipelines under the ground load, the pipeline–soil coupling finite element model was established. The mechanical behaviours of buried pipelines in the soil stratum and the rock stratum, as well as the effects of surrounding soil's elasticity modulus, Poisson's ratio and cohesion on stress and strain of buried pipelines were investigated. The results show that the maximum von Mises stress, high stress area, axial strain and plastic strain increase with the increasing ground load. Buried pipeline in the soil stratum is more prone to failure than in the rock stratum under the same ground load. The maximum axial compressive strain appears at the bottom of buried pipelines when there is no buckling, and the maximum tensile strain appears on the two sides. High stress area, the axial strain, the plastic strain and the plastic area decrease with the increase of the soil's elasticity modulus and cohesion. But the surrounding soil's Poisson's ratio has a small effect on the stress and strain of buried pipelines under the ground load. The results can provide a theoretical basis and reference for safety evaluation, repair and maintenance of buried pipelines.     

隧道爆破下底部脱空埋地输气管道的动力响应

以下穿兰成渝输气管道的仙女岩隧道爆破为背景,建立包括管道脱空区在内的隧道爆破三维动力有限元模型,研究爆破地震波引起的不同脱空长度下埋地输气管道的动力响应规律.结果表明:埋地管道下部脱空时,爆破振动作用下管道底部的振速峰值和位移峰值均大于管道顶部,且二者沿管道轴线以脱空中心为对称点呈逐渐减小的趋势;随着脱空长度增大,管道...     

埋地燃气管道受力模型与实验分析

分析了埋地燃气管道的受力特性,建立了有限元分析模型,通过实验对计算结果进行了验证。利用有限元模型可以有效地进行埋地燃气管道受力分析。     

埋地燃气管道防腐综合评价与修复技术分析、

论述了埋地燃气管道防腐综合评价的评价指标,管体腐蚀损伤的分类,管体腐蚀损伤评价的实施要点,非开挖燃气管道修复技术及其特点。     

过街隧道施工对地下管线影响的三维数值模拟

 采用三维有限元方法分析过街隧道施工引起的相邻地下管线变形和受力,研究路面、管线材质、管线埋深、管线与隧道轴线间距以及管线与土体弹性模量比等因素对地下管线位移的影响,并与实测值进行比较。研究结果表明：有限元模拟结果与实测值较吻合,略大于实测值;路面的存在使浅埋管线的位移变小、沉降槽宽度变窄;隧道开挖引起的管线水平位移远小于竖向位移;与隧道垂直管线的竖向位移和水平位移最大值与管线埋深基本呈线性变化,且随着管线与土体模量比的增大逐渐减小;与隧道平行管线的最大竖向位移和水平位移值均随管线间距和埋深之比(L/h)增大而减小,最大水平位移值与L/h值基本呈线性关系,最大竖向位移值在L/h＜10时迅速增大;管线最大拉应力和压应力均随着L/h值增大而减小,当L/h＜5时急剧增大,当L/h≥5时缓慢减小,且应力值比较小。     

埋地燃气管道腐蚀状况的模糊综合评价

阐述了模糊综合评价模型的建立步骤,以埋地燃气管道腐蚀状况为例,建立了埋地燃气管道腐蚀因素集、评价集及权重集,进行了综合评价,得出了评价结果。     

直埋供热管道应力及热位移的分析

分析直埋敷设供热管道在工作温度循环变化过程中管道应力、热位移等参数的变化特点。通过分析长直管段和短过渡段管段的工作过程中应力、热位移等参数的变化,研究了直埋敷设管道热位移对管道安全的影响。     

浅埋地下结构地震反应分析的惯性力–位移法

现有的地下结构地震反应简化分析方法,如:地震系数法、自由场变形法、柔度系数法、反应位移法、反应加速度法和Pushover分析方法等,均没有考虑上覆回填堆积土体或地震中因剪切破坏失效后的上覆堆积土体在竖向地震作用下产生的惯性力效应。已有研究表明,这种上覆土体竖向惯性力效应对浅埋地下结构支撑构件的抗震性能(抗剪强度和极限变形)有重要影响,是评价浅埋地下结构抗震安全性的关键因素之一,不能忽视。为此,针对浅埋地下结构地震反应分析问题,提出了一种考虑上覆土体竖向惯性力影响的反应位移法,简称惯性力–位移法。给出了惯性力–位移法分析模型的两个关键参数确定方法,包括地基弹簧刚度及上覆土体最大竖向惯性力。工程实例分析结果表明,建议的惯性力–位移法与传统的反应位移法相比,不仅克服了传统的反应位移法不能给出中柱轴力的缺陷外,其它反应量的计算精度与之基本相当。     

城市燃气管道的安全管理

对某城市埋地燃气输配管道历年安全运行管理数据进行了统计分析,分析了埋地燃气管道泄漏的原因,提出了解决埋地燃气管道泄漏问题的措施。     

地下管道穿越断层的应变设计方法

本文讨论了地下管道穿越活动断层时的反应,并提出以应变为基础的设计方法。断层运动可分解为轴向分量(与管轴平行)、水平面的侧向分量(与管轴垂直)和竖直分量。经受弯曲(侧向或竖直分量)和轴向拉伸(轴向分量)时,地下管道可能发生拉裂破坏,建议采用Kennedy提出的分析方法。受到弯曲和轴向压缩时,地下管道可能发生局部屈曲,建议采用有限元方法计算。本文对这两种方法均进行了详细讨论,并分别举例说明其设计方法。文中也讨论了可采取的若干措施,并提出了一般情况下选择措施时应考虑的优先顺序。     

埋地钢管外防腐层直接检测技术与方法

根据多年检测地下管道外防腐层的实践经验,系统地论述了地下管道外防腐层检测前沿的几种理论方法。通过对这些理论方法和检测技术的分析,以期能对我国油气等埋地管网腐蚀评价的技术规范制定、实际管道腐蚀检测的实施、埋地管网腐蚀评价起到指导和借鉴作用。     

地铁杂散电流对埋地钢质燃气管道的腐蚀

分析了地铁杂散电流的形成、对埋地钢质燃气管道的腐蚀机理及腐蚀特点,探讨了宁波市地铁杂散电流的防护措施,对埋地钢质燃气管道的地铁杂散电流腐蚀防护提出了建议。     

考虑随机腐蚀作用的埋地管线地震反应分析

利用齐次马尔可夫过程模拟埋地管线腐蚀的发生,并利用线性腐蚀模型模拟埋地管线腐蚀的发展,将线性腐蚀模型中腐蚀速率考虑为确定性参数,推导给出了管线面积腐蚀率随服役时间变化的概率密度函数,并获得了管线截面面积随服役时间变化的均值和方差。在此基础上,根据弹性地基梁模型,将管线周围土体位移正交展开为余弦级数的形式,获得了地震作用下腐蚀管线位移反应和应力反应的解析表达式。对腐蚀管线地震反应进行线性展开,采用随机摄动理论推导给出了腐蚀管线在地震激励下位移和应力反应的均值和标准差。利用上述分析模型对一根200 m长的埋地管线进行了实例分析,结果表明建议模型可以反映管线面积随服役时间的变化规律,并能反映腐蚀管线在地震作用下位移反应和应力反应的基本概率特征。     

滚石作用下钢质管道动力响应分析及其应用

落石是导致埋地输气管道破坏的主要载荷形式之一,工程中需要解决落石对管道的动态响应问题,落石对埋地输气管道动力响应问题的本质是落石-土-埋地管道组成的体系在冲击荷载下的动力响应。利用LS-DYNA有限元软件,从管道内压、落石水平距离、管道厚度等方面对落石冲击荷载作用下埋地输气管道的动力响应问题进行了数值模拟研究,得出了管道应力等变化规律。其计算结果对埋地输气管道的风险评估、设计和施工具有一定的参考价值。     

埋地热力管线腐蚀失效的形式

热力管线是城市基础设施的重要组成部分。热力管网输送高温高压水及蒸汽,均为危险介质,热力管线的突发破坏往往造成巨大经济损失,并引发安全事故。近年来由于城市建设、环境保护和节约能源的需要,管道直埋技术已然成为热力管网敷设的主流,但是随着埋入地下管道运行时间的推移,管道腐蚀失效问题日益严重,其安全问题的分析、评估和控制已经非常紧迫。本文综述了城市埋地热力管线的腐蚀失效形式,并针对当前城市特点及环境因素,对埋地热力管道的腐蚀失效形式进行了汇总和分类、分析。     

深基坑开挖对邻近地埋管线影响分析

 为建立深基坑开挖对邻近地埋管线影响的评估方法,采用FLAC3D分析基坑开挖对邻近不同管径管线的影响。计算结果表明,管径大小对管、土相互作用影响很大;当管径约小于400 mm时,管线基本与土体具有相同的位移;管径大于400 mm时,应考虑管–土相互作用;此外,管线最大曲率、转角、最大应力和弯矩均发生在基坑端角部20%开挖长度的范围内。在数值分析的基础上,给出小管径管线变形受力计算的简化分析方法。