發(fā)布時間：2023-06-28 05:29

　　我國對石油的需求量不斷增長,管道作為油品最為經(jīng)濟、合理的運輸方式之一,其敷設(shè)量也大大增加。輸油管道不可避免的會穿過地質(zhì)災(zāi)害區(qū),地表沉陷是常見和頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害之一,當(dāng)管道穿過地表沉陷區(qū)時,容易在沉陷土體位移的作用下發(fā)生拉壓和扭曲變形,產(chǎn)生裂縫、屈曲、拉斷等形式的破壞,給輸油管道的安全造成了極大的威脅。因此論文開展了地表沉陷作用下輸油管道力學(xué)響應(yīng)分析,為確定沉陷作用對管道的影響程度、找出管道易破壞位置區(qū)域和制定有效的預(yù)防措施等方面提供參考。主要研究內(nèi)容如下:(1)對國內(nèi)外地表沉陷作用下埋地管道研究方法進(jìn)行總結(jié),分析解析分析法、數(shù)值分析法和試驗研究三者的特點。分析典型的地表沉陷成因及特征,并研究其對管道的影響和損害特征。(2)采用ABAQUS有限元軟件建立數(shù)值模型,分析地表錯動沉陷作用下管道受力和變形特征,得出管道最容易破壞的區(qū)域;將有限元模擬結(jié)果與解析法計算結(jié)果進(jìn)行對比,驗證本文有限元模型的合理性;對比分析基于應(yīng)力的失效準(zhǔn)則和基于應(yīng)變的失效準(zhǔn)則的特點,利用應(yīng)變失效判定準(zhǔn)則對地表錯動沉陷作用下輸油管道進(jìn)行失效判定。(3)基于數(shù)值模擬分析結(jié)果,討論沉陷深度對管道應(yīng)力、總應(yīng)變和塑性應(yīng)變的影響規(guī)律...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景
    1.2 研究的目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 地表沉陷下埋地管道的解析分析法
        1.3.2 地表沉陷下埋地管道的數(shù)值模擬分析
        1.3.3 地表沉陷下埋地管道的試驗研究
        1.3.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡析
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第2章 典型地表沉陷成因及其對輸油管道的影響
    2.1 采空沉陷
        2.1.1 采空沉陷成因及特征分析
        2.1.2 采空沉陷對管道的影響和損害
    2.2 巖溶塌陷
        2.2.1 巖溶塌陷成因及特征分析
        2.2.2 巖溶塌陷對管道的影響和損害
    2.3 震陷
        2.3.1 震陷成因及特征分析
        2.3.2 震陷對管道的影響和損害
    2.4 黃土濕陷
        2.4.1 黃土濕陷成因及特征分析
        2.4.2 黃土濕陷對管道的影響和損害
    2.5 地表沉陷特征和對管道的影響簡析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 地表錯動沉陷區(qū)輸油管道力學(xué)響應(yīng)分析
    3.1 有限元模型建立
        3.1.1 管-土相互作用模型
        3.1.2 構(gòu)建模型
    3.2 模擬計算結(jié)果與分析
        3.2.1 計算結(jié)果云圖分析
        3.2.2 管道的受力和變形反應(yīng)分析
    3.3 錯動沉陷區(qū)輸油管道受力解析計算
        3.3.1 非沉陷區(qū)管道分析
        3.3.2 沉陷區(qū)管道分析
        3.3.3 最大軸向應(yīng)力計算
    3.4 模擬結(jié)果可行性驗證
    3.5 失效判據(jù)準(zhǔn)則
        3.5.1 基于應(yīng)力理論的管道失效判據(jù)
        3.5.2 基于應(yīng)變理論的管道失效判據(jù)
        3.5.3 管道失效情況分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 地表錯動沉陷區(qū)輸油管道影響因素分析
    4.1 沉陷深度影響分析
    4.2 管道運行溫度的影響分析
    4.3 壁厚的影響分析
    4.4 管徑的影響分析
    4.5 管輸壓力的影響分析
    4.6 管道埋深的影響分析
    4.7 土體參數(shù)的影響分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 地表沉陷盆地區(qū)輸油管道力學(xué)響應(yīng)分析
    5.1 模型的建立
    5.2 采空沉陷盆地區(qū)輸油管道受力和變形分析
    5.3 采空沉陷盆地區(qū)輸油管道影響因素分析
        5.3.1 沉陷位移的影響分析
        5.3.2 沉陷長度的影響分析
        5.3.3 管道運行溫度的影響分析
        5.3.4 壁厚的影響分析
        5.3.5 管道埋深的影響分析
        5.3.6 管輸壓力的影響分析
        5.3.7 土體參數(shù)的影響分析
    5.4 影響因素敏感性分析
        5.4.1 敏感性分析簡介
        5.4.2 敏感性分析方法
        5.4.3 正交試驗設(shè)計原理
        5.4.4 基于正交試驗的敏感性分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 XC煤礦采空區(qū)輸油管道力學(xué)特性分析
    6.1 XC煤礦采空區(qū)特征及管道穿越情況
    6.2 地表移動和管道應(yīng)力監(jiān)測情況
    6.3 采空區(qū)地表移動的預(yù)測
        6.3.1 地表最大下沉量的預(yù)測
        6.3.2 地表沉陷范圍的預(yù)測
        6.3.3 管道允許最大下沉量計算
    6.4 采空區(qū)管道數(shù)值模擬及其結(jié)果分析
        6.4.1 模型的建立和參數(shù)取值
        6.4.2 計算結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與建議
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：3836072