随着国民经济发展、工业化水平及对环境要求的提高,人们对天然气等清洁能源的需求和依赖量逐年增加,管道是目前我国油气输运最主要和有效的方式,被称为重要的生命线系统。但由于管道多埋设于地下,穿跨越范围广阔,沿线地质环境复杂,极易受到如地震断层、滑坡、崩塌、地面塌陷等各种地质灾害的威胁,同时在管道运行中难以避免腐蚀问题,造成管道失效破坏。天然气能源的稳定、持续供应已成为我国工农业及居民稳定生产生活的重要保障,因此确保油气管道的安全性和可靠性对于管网的能源输送起着至关重要的作用。本论文以在活动断层作用下的含腐蚀缺陷X70管道为研究对象,采用非线性数值模拟分析研究其在不同缺陷参数、管道运行参数、断层参数下跨断层埋地管道的影响规律,为腐蚀缺陷管道在断层作用下的安全运行评价提供理论支持。本文主要研究内容如下:调研分析当前跨断层埋地管道主要研究方法、进展及目前含缺陷管道安全评价准则在高强度钢的适用性。利用有限元软件建立穿越走滑断层三维含腐蚀管土作用模型,其中管道和土体采用C3D8R实体单元,分别采用Mohr-Coulomb模型、Ramberg-Osgood模型描述土体和管道的应力应变弹塑性性质;采用面对面的离散方式及硬接触和罚函数描述管土间的法向和切线接触摩擦;通过模型尺度试算确定50m×10m×10m的计算区域,并采用均匀壁厚缺陷作为管体材料的缺陷形状。采用该含腐蚀缺陷的三维管土模型对腐蚀缺陷参数:缺陷环向方位、缺陷轴向位置、缺陷深度、缺陷长度、缺陷宽度,管道影响参数:管道内压、管道埋深,断层参数:断层位错、断层倾角、断层类型共计10个敏感性因素进行分析,研究埋地管道在不同参数作用下缺陷区域及原力学峰值处应力应变的变化趋势,探索管道在该工况下的力学特征。对目前常用ASME B31G、API579、PCORRC、DNV-RP-F101四种腐蚀缺陷评价方法计算其环向失效应力对不同工况下管道缺陷处应力进行分析评价,建议对于含腐蚀缺陷管道在断层错动下的安全性分析选择合适的评价方法进行适用性评价;单一使用基于应力的评价方法对腐蚀缺陷处的应力评价不能完全确定管道是否安全,还需采用基于应变的评价标准对断层影响区域管道最大应变进行二次安全评价,确保管道的安全运行。