地震作用下埋地管线的动力响应分析

基于非线性动力学理论和有限元理论,运用ADINA有限元软件建立了管土模型,对地震作用下的埋地管线进行了动力分析。探讨了压缩模量、内摩擦角和黏聚力等土性力学参数以及地震作用等对埋地管线最大横向位移和最大等效应力的影响。结果表明:在地震作用下,土体的黏聚力越大,内摩擦角越小,埋地管线的最大横向位移就越小,而随着土体压缩模量的增加,埋地管线的最大横向位移先增大后减小;管线的最大等效应力随着土体压缩模量、内摩擦角的增加而减小,随着黏聚力的增大而增大;当地震荷载增大时,管线的最大横向位移和最大等效应力增大。     

地震地面大位移对埋地管线影响的有限元分析

应用弹塑模型 ,对地震地面大位移时埋地管线的反应进行了三维有限元分析 ,讨论和分析了影响埋地管线位移和内力的主要因素 ,并提出了一些建议性措施     

埋地管线有限元抗震分析

利用接触单元对埋地管线及土体进行三维实体建模,并对地震荷载作用下的管线进行了应力计算,给出了最大轴向应力;对比了规范方法、理论方法、梁-土弹簧模型以及管土接触模型的四种计算结果,表明现有简化模型的计算结果偏小,偏于不安全.     

下埋管线跨越断层地震反应研究与实践

主要介绍了下埋管线跨越断层地震反应研究的发展现状,并就管土作用模型,下埋管线地震反应研究方法,不同参数和地震载荷对下埋管线分析结果的影响作了介绍,并利用有限元方法结合算例对以上内容加以阐述,同时,指出了下埋管线研究的发展前景。     

基于可能性理论的埋地管道腐蚀失效预测

埋地管道在外部荷载和腐蚀联合作用下,随着服役时间的增长而失效风险增大。通过建立管道受力模型,并对参数进行模糊化处理,给出了运用模糊运算算法对管道失效不确定性进行系统分析的方法,同时运用可能性理论对管道失效风险进行可能性和必要性双参数测量。结果表明:影响管道安全性的主要因素有管道内压、壁厚、管壁腐蚀、残余应力等。管道失效风险随内压、残余应力均值和变异性的增加而增大,尤其是管道的失效可能性迅速增大。腐蚀导致管道壁厚减薄,从而导致管道承载力下降。土体环境对管道的腐蚀在经过使用初期的积累后成为管道失效的主要因素,因此腐蚀保护是延长管道寿命非常有利的措施。     

酸雨腐蚀后钢管混凝土桥墩动力时程分析

为了研究酸雨腐蚀后钢管混凝土桥墩的抗震性能,文章首先基于纤维截面模型,利用Open Sees有限元分析软件,建立了往复荷载作用下钢管混凝土柱的有限元模型,将模拟得出的滞回曲线与试验结果进行对比分析,发现两者吻合度良好,验证了笔者建立的有限元模型的可行性。基于上述有限元模型,采用Matlab编程生成了与实际桥梁工程场地反应谱吻合的E1地震波和E2地震波各三条,对不同腐蚀率下的桥墩进行了动力时程分析。结果表明在不同地震作用下,桥墩均显示出良好的抗震性能,随着腐蚀率的增大,墩顶最大位移增大,墩底最大弯矩均值逐渐减小而最大曲率均值逐渐增大。在E1地震作用下,弯矩-曲率曲线基本呈线性分布,而在E2地震作用下有明显的能量耗散,并随着腐蚀率的变化非线性能量耗散越来越明显。     

地基沉降作用下埋地聚乙烯管强度失效的数值模拟

对聚乙烯(PE)管进行不同应变率下的拉伸试验,并采用率相关本构模型获得PE管的材料参数.利用Abaqus软件模拟了埋地PE管在地基沉降作用下的应力-应变行为,分析了PE管应力随沉降位移的变化情况,探讨了过渡段长度对PE管屈服应力的影响.结果表明:PE管的最大Mises应力随沉降位移的增加而增大,危险段发生在过渡段与沉降区或非沉降区的交界处;随着过渡段长度的增加,PE管屈服的沉降位移逐渐增大,在同等沉降位移条件下,长过渡段埋地PE管比短过渡段埋地PE管更安全.     

核电站埋地管线抗震设计方法

本文论述了核电站埋地管线抗震设计的简化方法，对设计用地震地参数的选取和应力计算及管道的强度验算准则给予了充分阐述。同时简单地介绍了埋地管线的数值分析方法，并比较简化法与数值法两者的差异。对埋地管线的抗震设计提供一种简化方法。此外，对用数值法分析埋地管线的地震反应也有参考价值。     

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。     

有接头埋管在地震行波作用下的弹塑性分析

针对具有柔性接头的地下埋管在地震波作用下的反应分析问题,基于反应位移法,将管体和接头进行等效均匀化处理建立简化的弹塑形管单元模型,推导了由这样的简化管单元模型构成的直管段在地震位移波作用下的位移计算公式。在求得等效管模型位移的基础上,再对每个管段和接头进行精细分析,求得管体及其接头的真实内力和变形。利用该方法对PVC管和铸铁管两种类型埋管进行了地震波作用下的反应分析,并与基于有限元分析的结果进行对比验证了方法具有充分的计算精度,可在地下埋管抗震设计中应用。     

Vibration velocity control standard of buried pipeline under blast loading of adjacent tunnel

With the rapid development and construction of China’s transportation system, more and more projects are being conducted near existing buried pipelines, which will inevitably influence the safety of the pipelines. Among the safety issues related to buried pipelines, blasting during the construction of an adjacent tunnel is one of the most adverse factors for existing pipelines. To ensure the safety and normal operation of the pipelines, a method for determining the peak vibration velocity control standard for buried pipelines under blast loading is established in this study. The acceleration time-history function that acts on the rock mass under the blasting seismic wave is derived as external excitation acting on the pipeline. By using the acceleration time-history function as input and combining it with a dynamic and static analysis of the pipeline, the critical vibration velocity of pipelines under the action of blast loading can be determined by the von Mises yield criterion of the buried pipeline material. Using the Dashanpi No. 1 tunnel project in Shenzhen, China as a background, the critical velocity control standard for buried pipelines under tunnel blast loading can be set at 190 mm/s without considering either the initial defects or the corrosion conditions during the operation.     

Bayesian Modeling of External Corrosion in Underground Pipelines Based on the Integration of Markov Chain Monte Carlo Techniques and Clustered Inspection Data

In this study, a model is developed to assess external corrosion in buried pipelines based on the unification of Bayesian inferential structure derived from Markov chain Monte Carlo techniques using clustered inspection data. This proposed stochastic model combines clustering algorithms that can ascertain the similarity of corrosion defects and Monte Carlo simulation that can give an accurate probability density function estimation of the corrosion rate. The metal loss rate is chosen as the indicator of corrosion damage propagation, obeying a generalized extreme value (GEV) distribution. Bayesian theory was employed to update the probability distribution of metal loss rate as well as the GEV parameters in order to account for the model uncertainty. The proposed model was validated with direct and indirect inspection data extracted from a 110‐km buried pipeline system.     

基于液化后变形分析方法的地下管线上浮反应研究

采用液化后变形分析方法模拟了饱和砂土地基地震时发生的液化流动,研究了地基中地下管线的上浮反应,讨论了管线直径、埋深、地下水位、地基土相对密度等因素对地下管线上浮位移的影响,并对地下管线抗震设计提出了一些建议。     

埋地管道在地震波作用下的抗震性能分析

埋地管道是一种特殊的地下结构 ,地震时由于管道与砂土等介质的相互作用而引起管道运动 ,在管道中产生地震应力。针对地震波作用下埋地管道的运动特点 ,运用振动和抗震动力学理论 ,推导了埋地管道的振动运动方程和管土间相互作用的传递系数 ,进而求出了管道最大的轴向应力和弯曲应力。最后 ,通过实例分析讨论了土及管道参数对埋地管道抗震性能的影响     

埋地燃气钢管腐蚀检测及防腐对策

阐述了埋地燃气钢管防腐的重要意义,通过对某管道燃气公司埋地燃气钢管腐蚀检测,分析了产生腐蚀的原因,提出了减缓腐蚀的方法与对策,对该公司的外加电流深井阳极阴极保护法的防腐实践进行总结与探讨.     

考虑相关性的地下管网系统抗震可靠度分析方法

城市供水、供气、供热等地下管网是重要的生命线工程系统,由于管网中不同管线的结构属性、场地环境、地震动荷载等参数的相关性,管线结构抗震失效事件存在相关性。文章建立相关失效管网系统抗震可靠度问题的解析模型,给出随机变量相关系数在管线可靠度至管网系统可靠度的传递关系。利用基于Nataf变换和正交变换的一次二阶矩法,建立含相关随机变量的管线结构抗震可靠度解析模型;基于结构体系可靠度理论,求解管线结构失效相关系数;采用网络可靠度算法,计算相关失效管网系统节点连通可靠度。同时,给出基于相关随机变量抽样的Monte Carlo随机模拟解法。算例分析结果表明,在管段结构功能函数起控制作用的随机变量的强相关性,对管网系统可靠度影响较大;与传统的管线失效独立假定相比,管线失效事件的强相关性可使并联管网系统可靠度减小15%以上;管网系统拓扑结构的并联冗余性越高,管线失效相关性对系统可靠度的影响越大。     

里地燃气钢管腐蚀检测及防腐对策

阐述了埋地燃气钢管防腐的重要意义,通过对某管道燃气公司埋地燃气钢管腐蚀检测,分析了产生腐蚀的原因,提出了减缓腐蚀的方法与对策,对该公司的外加电流深井阳极阴极保护法的防腐实践进行总结与探讨。