地震是埋地管道发生破坏的重要因素之一,随着我国城镇化进程的推进,城镇天然气埋地管道系统建设也不断加快,埋地管道的抗震问题越来越受到人们的重视。近年来,聚乙烯(PE)管道由于耐腐蚀性能好、使用寿命长、焊接简单,而被广泛用作埋地燃气管道。根据历史地震灾害资料显示,PE埋地燃气管道由于地震的作用发生过失效事故,对人们的生命财产造成了重大影响。因此,本文对地震下PE埋地燃气管道进行了响应分析和易损性分析,为PE埋地燃气管道在地震下的预警提出一定的理论指导,从而减少地震中燃气管道次生灾害带来的生命财产损失。本文首先根据管道的破坏规律得到震害率的主要影响参数;接着利用振型叠加法对场地条件的土体进行频率提取,计算土体阻尼;再根据地震波的传播特性和入射方向,将地震波从土体底面沿着垂直于管轴方向(竖向)和平行于管轴方向(轴向)输入;然后建立PE埋地直管和弯管的有限元模型,选用时程分析法对管道在不同参数情况下的响应进行分析。最后假设结构地震需求参数与地震强度参数服从对数正态分布,结合美国太平洋工程研究中心(PEER)提出的概率性能评定框架,得到需求模型、抗震模型和易损性模型,以PE直管道的最大应变作为能力参数,对其进行易损性分析。论文的主要研究成果如下:(1)PE埋地燃气直管和弯管的响应分析:在相同烈度的地震波作用下,管道在土体越软的地方越容易发生破坏;PE直管和弯管在不同烈度的地震波作用下,随着烈度的增加,管道的应力、应变增大;随着PE直管和弯管内压的不断增加,管道的应力、应变也都不断的增加;对于PE直管和弯管中直管段部分,径厚比(SDR)17.6的管道计算得到的应力、应变值大于SDR11的计算值,但其中PE弯管弯曲段部分的轴向应力SDR11时的值大于SDR17.6的值;PE弯管弯曲处的应力、应变最大值在管道的内弯点,直管的应力、应变最大点在管道水平方向的两端点处;PE直管和弯管计算得到的位移与地震波的位移有关,场地条件、内压、径厚比的变化对管道的位移影响很小;PE直管道沿着土体底面竖向输入地震波得到的计算结果大于轴向输入地震波的计算结果。(2)PE埋地直管道易损性分析:将计算得到的最大应变与峰值加速度进行回归分析,从而得到PE埋地管道在地震下的需求模型、抗震模型和易损性模型的具体表达式,并绘制出管道的易损性曲线,得到在不同峰值加速度下,管道超越每一破坏等级的概率,结合响应分析,得到管道在第Ⅰ类场地条件下,其超越每一级破坏的概率小于第Ⅱ类的超越概率;第Ⅲ类场地条件的超越概率则大于第Ⅱ类的超越概率;当内压小于0.4MPa时,管道超越每一级破坏的概率小于内压为0.4MPa的管道的超越概率;当内压大于0.4MPa时,管道超越每一级破坏的概率大于内压为0.4MPa的管道的超越概率;当SDR为17.6时,管道超越每一级破坏的概率大于SDR11的管道的超越概率。