【摘 要】
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随着国内油气资源需求的不断增加,管网建设正在不断优化和完善,管道工程建设长度不断累加。但是在管道建设过程中,会穿越地质灾害频发区,可能会跨越中小河流,存在发生洪水灾害的可能性,致使管道运行存在潜在的风险。管道穿越河流,河流发生洪水时,造成管道完全暴露水面,洪水流动冲刷管道,导致管道悬空,造成管道同时承受多个荷载作用。管道长期承受各种载荷,极易发生管道事故,存在安全隐患。考虑的洪水地质灾害对管道的冲
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随着国内油气资源需求的不断增加,管网建设正在不断优化和完善,管道工程建设长度不断累加。但是在管道建设过程中,会穿越地质灾害频发区,可能会跨越中小河流,存在发生洪水灾害的可能性,致使管道运行存在潜在的风险。管道穿越河流,河流发生洪水时,造成管道完全暴露水面,洪水流动冲刷管道,导致管道悬空,造成管道同时承受多个荷载作用。管道长期承受各种载荷,极易发生管道事故,存在安全隐患。考虑的洪水地质灾害对管道的冲刷破坏,有必要对洪水灾害下悬空管道的安全状况进行准确的评估,以保证管道运输的连续性、安全性。本论文分析了洪水作用下管道悬空的原因,并对管道进行了力学分析,基于管道变形分弹性变形、塑性变形两个阶段,针对受洪水冲刷作用悬空的一段榆-济线管道,计算得到悬空管道受到洪水作用后最终的应力、应变。本论文结合洪水灾害下悬空管道的受力特点,综合分析常用的有限元软件特点,选用模拟管-土相互作用比较常用的有限元软件ABAQUS,该软件具备管-土相互作用模拟单元。计算过程中,编写inp源文件,计算应力、应变和挠度。通过比较理论计算结果与有限元软件计算结果的一致性,判定模型建立的准确性,并在数值计算过程中,应用该模型计算不同工况下悬空管道的应力、应变,分析影响悬空管道应力、应变的主要因素。根据理论计算结果和数值计算结果,建立洪水灾害下悬空管道的安全评估速查表,提出洪水灾害下悬空的应变计算流程,并提出相关安全评估措施。结论表明,榆-济线洪水灾害下的一段悬空管道,在洪水冲刷作用下,为了保证管道输送安全,基于应力条件判定需同时满足强度、稳定性条件。基于应变方法计算不同工况下悬空管道的极限应变和许用应变。ABAQUS有限元软件计算结果表明,不同悬空管道长度、埋深、管道埋层土体类型和悬空管道非悬空段管道上方土层的不同、洪水流速、管道穿越河流长度的变化,导致管道应力、应变的计算结果不同,综合分析判定悬空变形的最严重区域,并相应采取措施防护。
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