本文關(guān)鍵詞：土體約束力對(duì)埋置管線(xiàn)豎向屈曲的影響

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【摘要】：全球的海洋石油產(chǎn)業(yè)正處于一個(gè)蓬勃發(fā)展期間,與此同時(shí)海底管線(xiàn)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因管線(xiàn)破壞帶來(lái)的一系列問(wèn)題也引起了重視。管線(xiàn)在運(yùn)行過(guò)程中通常會(huì)受到地表運(yùn)動(dòng)及溫度荷載的影響。當(dāng)溫度改變量較大時(shí),會(huì)引起足夠大能使管線(xiàn)屈曲的軸向應(yīng)力,最終使管線(xiàn)發(fā)生屈曲破壞。因此本文先進(jìn)行了模型試驗(yàn)得到不同埋置深度下松砂的抗拔力-位移曲線(xiàn),并結(jié)合已有密砂試驗(yàn)結(jié)果,針對(duì)不同的土體中埋置管線(xiàn)在溫度變化作用下的豎向屈曲特性進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。論文的主要內(nèi)容有：(1)進(jìn)行了松砂中管線(xiàn)在不同埋深下的上拔試驗(yàn),且上拔分為單調(diào)荷載和循環(huán)荷載兩大類(lèi)。在上拔行程中利用PIV圖像識(shí)別技術(shù)觀測(cè)單調(diào)加載和循環(huán)加載作用下土體的破壞過(guò)程以及砂土的流動(dòng)機(jī)制。(2)建立埋置管線(xiàn)豎向屈曲的三維有限元計(jì)算模型,分析不同土體約束力對(duì)埋置管線(xiàn)在溫度作用下豎向屈曲的影響。其中管線(xiàn)模型采用彈塑性、各向同性的梁?jiǎn)卧?土體對(duì)管線(xiàn)的約束力采用豎向承壓、豎向抗拔和軸向彈簧進(jìn)行模擬,彈簧的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用模型試驗(yàn)所得結(jié)果。計(jì)算結(jié)果表明,土體的約束條件對(duì)管線(xiàn)的屈曲產(chǎn)生重要影響。
【關(guān)鍵詞】：埋置海底管線(xiàn) 土體彈簧 豎向屈曲 溫度荷載 抗拔力
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU990.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 研究背景及研究意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 埋置管線(xiàn)豎向抗拔力研究近況9-11
• 1.2.2 溫度作用下管土之間相互作用研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 海底管線(xiàn)常用的設(shè)計(jì)規(guī)范12-13
• 1.3 論文的研究目的和主要工作13-15
• 2 松砂中埋置管線(xiàn)抗拔力模型試驗(yàn)研究15-39
• 2.1 引言15
• 2.2 模型試驗(yàn)方法和過(guò)程15-18
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備15-16
• 2.2.2 砂土試樣參數(shù)16-17
• 2.2.3 力傳感器和液壓伺服加載系統(tǒng)17-18
• 2.2.4 圖像采集與分析系統(tǒng)18
• 2.3 試驗(yàn)工況以及步驟18-21
• 2.3.1 試驗(yàn)工況18-19
• 2.3.2 試驗(yàn)步驟19-21
• 2.4 松砂中埋置管線(xiàn)的抗拔力特性以及流動(dòng)機(jī)制分析21-31
• 2.4.1 摩擦力分析21-24
• 2.4.2 管線(xiàn)抗拔力-位移曲線(xiàn)的研究24-31
• 2.5 循環(huán)荷載模型試驗(yàn)結(jié)果與分析31-38
• 2.5.1 試驗(yàn)工況介紹31-32
• 2.5.2 抗拔力-位移關(guān)系分析32-35
• 2.5.3 循環(huán)荷載下土體流動(dòng)機(jī)制分析35-38
• 2.6 小結(jié)38-39
• 3 埋置管線(xiàn)豎向屈曲有限元分析模型39-48
• 3.1 引言39
• 3.2 簡(jiǎn)化的土彈簧模型39-42
• 3.2.1 承壓彈簧39-40
• 3.2.2 上部彈簧40-41
• 3.2.3 軸向彈簧41-42
• 3.2.4 水平向彈簧42
• 3.3 管線(xiàn)模型42-44
• 3.3.1 管線(xiàn)單元屬性42-43
• 3.3.2 管線(xiàn)材料屬性43-44
• 3.4 管線(xiàn)遠(yuǎn)端約束的確定44-47
• 3.5 內(nèi)部壓強(qiáng)對(duì)管線(xiàn)的影響47
• 3.6 小結(jié)47-48
• 4 有限元分析結(jié)果48-56
• 4.1 引言48
• 4.2 彈簧單元的驗(yàn)算48-50
• 4.3 相同密度不同埋設(shè)率下的豎向屈曲對(duì)比50-52
• 4.4 相同埋設(shè)率不同密度下的豎向屈曲對(duì)比52-53
• 4.5 中密砂與不同類(lèi)型土體彈簧的比較53-54
• 4.6 松砂與不同類(lèi)型土體彈簧的比較54-55
• 4.7 小結(jié)55-56
• 5 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 結(jié)論56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61-62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：948256