埋地管线系统是天然气运输的重要方式。由于跨越多种地质单元,管道与活动断层往往在空间上共存,因此管道的活动断层破坏风险不可避免。天然气破坏的另一个重大风险来自管道自身的腐蚀。本文选择有腐蚀的埋地天然气管道在活动断层作用下反应为研究切入点,利用ABAQUS软件平台,系统分析了在斜滑断层位移作用下具腐蚀缺陷埋地天然气管道的破坏特征和破损的影响因素,为管道的抗断层设计、抗灾加固和维修策略制订等提供参考。本文主要研究内容概述如下:1.系统分析了埋地管道的断层作用下的三种破坏形式,厘定了断层的类型、跨断层埋地管道的破坏机理,提出了基于应变的失效准则作为评价斜滑断层作用下管道动力响应的判据的可靠性。2.针对埋地管道的扭转破坏机理,结合了台湾集集地震中某埋地管道的破坏特征,利用ABAQUS建立了跨斜滑断层作用下埋地管道的非线性有限元模型。其中土体采用Mohr-Coulomb本构模型,模拟了土体的大变形状态,埋地管道采用三折线本构模型,考虑了管道的弹塑性变形特性;非线性摩擦接触模型模拟管土相互作用。模型的尺寸为80××m10m10m模拟土体的半无限空间状态。3.基于跨断层的埋地管道的模型,系统研究了断层参数、管道参数、土体参数对管道应力、应变反应的影响规律,主要的影响参数有:断层类型、断层位移大小与方向、管道埋深、壁厚、管道内压。4.基于ABAQUS软件平台,建立了具有腐蚀缺陷埋地管道的在斜斜滑断层作用下的数值模型。采用位移加载模拟断层两盘错动,对比分析了有无腐蚀、腐蚀的位置、腐蚀尺寸、腐蚀深度、腐蚀的径向长度和环向长度参数对管道动力响应的影响规律。仿真模拟了腐蚀缺陷特征对埋地管道斜滑断层作用下的破坏特性与演化规律。本文的研究成果,不仅很好地模拟了斜滑断层作用下埋地管道的破坏机理,而且为跨断层的埋地管道抗灾设计或既有管道的加固提供了很好的理论指导。