季節(jié)性凍土區(qū)埋地管道遇到的最常見問題是凍融循環(huán)引起的管道凍脹與融沉,不僅給管道帶來附加應(yīng)力與變形,而且在特定的條件下容易造成破壞,引起嚴(yán)重災(zāi)害。通過ABAQUS軟件對跨斷層埋地管道與土壤系統(tǒng)進(jìn)行熱力耦合數(shù)值模擬,建立凍融循環(huán)情況下管-土相互作用模型,分析斷層兩側(cè)土壤性質(zhì)相同與差異情況下管道應(yīng)力分布規(guī)律。當(dāng)斷層兩側(cè)土質(zhì)相同時(shí),管道總應(yīng)力與軸向應(yīng)力在最高或最低溫度下都接近于相同,但是當(dāng)斷層兩側(cè)土壤性質(zhì)不同時(shí),管道最大應(yīng)力與最大軸向應(yīng)力明顯大于斷層兩側(cè)土壤性質(zhì)相同時(shí)的應(yīng)力,且均出現(xiàn)在距離斷層一定位置處。管道內(nèi)部承壓會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的最大總應(yīng)力和軸向應(yīng)力增加,同時(shí)低溫和高溫時(shí)的最大應(yīng)力差值變化規(guī)律改變。斷層處埋地管道土壤回填時(shí)宜采用相同或者漸變的土質(zhì),否則應(yīng)采取特殊的抗凍脹措施,對斷層錯(cuò)動(dòng)與斷層兩側(cè)土壤性質(zhì)差異同時(shí)出現(xiàn)時(shí)的管土作用機(jī)理與災(zāi)害預(yù)估需進(jìn)一步研究。 

【文章來源】：自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2020,29(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

有限元模型

土體頂面隨大氣溫度變化,假設(shè)最高溫度為9.2℃,最低溫度為-12.8℃。所考慮年份內(nèi),為了便于分析,考慮輸送介質(zhì)恒溫,即管道保持恒溫7.5℃。通過有限元模擬得到最高地面溫度時(shí)土體溫度場如圖2,最低地面溫度時(shí)土體溫度場如圖3,其中(a)為土1溫度場,(b)為土2溫度場。從圖2和圖3可以看出,在地面溫度達(dá)到最高溫度9.2℃時(shí)和最低溫度-12.8℃時(shí),總的來說,管道周圍溫度線比較密集,溫度梯度較大,距離管道較遠(yuǎn)處溫度線比較稀疏,溫度梯度較小。圖3 地面最低溫度時(shí)土壤溫度云圖

地面最低溫度時(shí)土壤溫度云圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3048652