【摘要】：油氣管道作為國民經(jīng)濟(jì)的生命線,是石油和天然氣最安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的輸送方式。目前我國管道總里程己逾10萬公里,建成了 "西北、東北、西南、海上"四大油氣戰(zhàn)略通道、三縱四橫管道走廊及全國骨干管網(wǎng)。長輸埋地管道跨越的地域范圍廣,地理環(huán)境復(fù)雜多變,管道在服役過程不可避免地會受到各種地質(zhì)災(zāi)害的威脅和破壞。近年來,隨著極端天氣和地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量的增多,山體滑坡成為導(dǎo)致的管道失效事故的主要原因。因此,研究滑坡作用下長輸管道的力學(xué)響應(yīng)對保障管道安全可靠運(yùn)行有著重要意義。本文在總結(jié)了國內(nèi)外在滑坡作用下埋地管道安全性研究成果基礎(chǔ)上,采用了離散元與有限元耦合的方式建立了滑坡作用下管道力學(xué)響應(yīng)分析模型,主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)基于離散元方法和有限元方法理論,綜合考慮材料、幾何以及接觸非線性,本文結(jié)合離散元方法與有限元方法重點(diǎn)討論了耦合建模的方式、耦合建模的難點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)耦合的方法(2)根據(jù)對川東北氣礦管道滑坡事故現(xiàn)場的調(diào)研數(shù)據(jù),分析了發(fā)生管道-滑坡事故的原因,作出合理的假設(shè)和模型簡化,建立了全尺寸管道-滑坡基巖有限元模型;(3)測量了川東北氣礦管道滑坡事故現(xiàn)場取樣的土體休止角,將休止角作為標(biāo)定參數(shù),選取4種接觸參數(shù)作為待標(biāo)定參數(shù),確立4因素3水平正交實(shí)驗(yàn),利用離散元軟件EDEM建立參數(shù)標(biāo)定模型并完成9組虛擬參數(shù)標(biāo)定試驗(yàn),選取與實(shí)測休止角最接近的1組虛擬標(biāo)定試驗(yàn)結(jié)果作為滑坡體顆粒離散元接觸參數(shù);(4)通過分析發(fā)生滑坡后顆粒-管道接觸數(shù)和管道受力隨時間變化,得到了滑坡體對管道作用的規(guī)律,通過有限元后處理分析了管道上的應(yīng)力和位移分布情況,并對仿真模型進(jìn)行了驗(yàn)證;(5)研究了不同顆粒模型、顆粒尺寸對滑坡作用下管道受力的影響,分析了顆粒-顆粒接觸參數(shù)、顆粒-管道接觸參數(shù)對滑坡作用下管道受力的影響的敏感性。分析了管材、管道規(guī)格等管道參數(shù)對滑坡作用下管道受力的影響,研究了埋深等管道設(shè)計參數(shù)對滑坡作用下管道受力的影響,并給出了橫向土質(zhì)滑坡作用下減小管道受滑坡作用力的相應(yīng)措施。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE973

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本文編號：2554272