油气管道是国家能源的大命脉,为了保障石油天然气的安全可靠供给,许多大型管道工程相继建成并投产运行。由于管道所经地域的限制,双管或多管并行敷设通过各种障碍点的情况不可避免,并行敷设的管道虽然克服了沿途由于各种障碍点造成的油气资源输送的困难。然而,双管或多管并行敷设的管道不仅要防范自身易燃易爆的脆弱性,还要防范邻管潜在的爆管、泄漏燃烧、热力扰动等风险引发的连锁破坏事故,增加了失效的可能性。目前研究多关注于后两者,对爆炸冲击问题的研究明显滞后,在爆破试验暂时难以开展的前提下,有限元动态模拟技术是解决该问题的有效途径。本文首先基于ANSYS LS-DYNA和LS-PREPOST有限元软件,采用任意拉格朗日欧拉算法(Arbitrary Lagrange-Euler,ALE)、光滑粒子流体动力学与有限单元耦合法(Smooth Particle Hydrodynamics-Finite Element Method,SPH-FEM),依据加拿大防务研究所开展的土中爆炸试验,建立等尺寸的土中爆炸模型,结果表明ALE方法和SPH-FEM耦合法均可较好的描述土体爆腔及地表土丘的形成过程,特别地,SPH-FEM耦合法可追踪粒子的运动轨迹,在描述爆炸成坑、震塌飞溅等方面具有更加清晰形象的结果展示;ALE与SPH-FEM模拟结果与试验结果吻合较好,校核了方法的可靠性,但ALE建模较SPH-FEM复杂,相同工况下需要更多的计算时长。进一步建立基于上述两种方法和爆腔内壁施加压力时程法(Blasting Cavity,BC)的含体积缺陷管道-土壤-炸药的耦合模型,发现ALE与SPH-FEM模拟结果接近,而BC所得结果偏保守,其爆腔尺寸受炸药量和药包埋深的制约较大,优点是其计算效率高且建模过程简单。其次针对爆炸冲击对同沟含腐蚀缺陷邻管的潜在威胁,选取基于超压的TNT当量模型,建立基于SPH-FEM耦合法的土体-药包-缺陷管道爆炸模型,分析缺陷参数、位置和爆心距对管道的动力响应规律,结果表明爆炸冲击下缺陷深度和爆心距是危害管道的最主要因素,缺陷表面尺寸、位置对管道的影响相对较小;爆炸冲击较内压荷载对管道的危害是致命的,对于含缺陷的管道建议及时采取相应的防护措施。最后对于常见的群腐蚀工况,建立了含轴向双腐蚀缺陷管道爆炸模型,分析不同爆心距、缺陷参数下轴向双腐蚀间距间的相互作用。发现爆心距较小时,含单腐蚀缺陷管道较双腐蚀缺陷管道发生失效的可能性更大,双腐蚀缺陷间的干涉效应在爆心距较小时呈干涉削减作用,爆心距较大时呈干涉增强效应,缺陷间的干涉效应均随着轴向间距的增大而减小。本文可为土中近场爆炸对埋地管道性能的影响提供模拟技术思路,为缺陷管道的安全评定提供参考,为并行管道的抗爆隔爆设计及风险防控提供理论指导。