【摘要】：我國(guó)幅員廣闊,地質(zhì)條件復(fù)雜,長(zhǎng)輸管線跨越范圍廣闊,長(zhǎng)輸埋地管道大口徑、薄管壁的特性,使其在山區(qū)由于落石沖擊造成失效的事故頻發(fā)�，F(xiàn)有的相關(guān)研究少有綜合考慮落石體積、速度、形狀和沖擊方式對(duì)埋地輸氣管道的影響,為進(jìn)一步深化此研究,為后續(xù)落石災(zāi)害地區(qū)的安全評(píng)價(jià)提供可靠參考數(shù)據(jù),本文通過(guò)對(duì)以往研究中落石形狀及沖擊方式的改變,以及材料模型、邊界條件、接觸參數(shù)等的優(yōu)選,運(yùn)用ABAQUS有限元軟件,研究了落石沖擊作用下埋地輸氣管道的動(dòng)力響應(yīng)及極限分析。首先選取適當(dāng)?shù)牟牧夏Ｐ图皡?shù),建立落石沖擊土壤有限元模型,再將有限元模擬計(jì)算值與已有的類似試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)分析邊坡落石相關(guān)資料,選取具有代表性的四種落石體積、四種落石速度,和四種沖擊方式,建立落石沖擊埋地輸氣管道有限元模型。通過(guò)有限元模擬計(jì)算,分析了不同體積、速度及沖擊方式的落石沖擊作用下埋地輸氣管道的動(dòng)力響應(yīng)過(guò)程、管壁最大等效應(yīng)力隨時(shí)間的變化規(guī)律、管道前端XY平面管壁位置及形狀的變化。根據(jù)已有學(xué)者對(duì)地表沖擊埋地管道的研究成果,選取管道壁厚、管道埋深、落點(diǎn)偏距和土壤類型作為主要因素對(duì)落石沖擊埋地輸氣管道進(jìn)行了模擬,從模擬結(jié)果中提取管道最大等效應(yīng)力和最大變形率,通過(guò)基于應(yīng)力理論的失效判斷準(zhǔn)則和基于變形理論的失穩(wěn)判斷準(zhǔn)則,采用插值法找出管道失效、失穩(wěn)的臨界壁厚、埋深、偏距及對(duì)應(yīng)的落石動(dòng)能。繪制了各主要因素與落石動(dòng)能的臨界曲線,擬合了相應(yīng)的臨界函數(shù)。運(yùn)用本文研究成果對(duì)西氣東輸二線九江分輸站GA049段山區(qū)管道受不同體積、速度及沖擊方式的落石沖擊后果進(jìn)行預(yù)測(cè),并對(duì)增加埋深和治理危巖等保護(hù)措施的具體方法提出建議,所得結(jié)果與實(shí)際情況相符。本文的研究成果能夠?yàn)槲覈?guó)落石山區(qū)埋地輸氣管道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與現(xiàn)場(chǎng)管理提供一定的技術(shù)支持。
【圖文】：

圖１－１常用落石沖擊力計(jì)算方法比較逡逑（３）基于軟件的落石沖擊力計(jì)算方法逡逑

圖１－２邋土層內(nèi)部的動(dòng)應(yīng)力分布逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE973

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2600955