【摘 要】
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长距离埋地管道是一种重要的油气能源输送方式。“十四五”规划明确指出,要加快油气管网建设。我国地形地貌复杂,埋地管道不可避免地要经过地震活动断层。通过建立合理的室内缩尺试验装置与ABAQUS有限元模型对管道穿越斜滑断层时其受力与变形规律进行研究。研究结果可为跨断层埋地管道的抗震设计和安全评价提供理论依据。主要研究内容及结果如下:1)通过设计两箱体模型,研究斜滑断层下断层错动量、管径和壁厚、内压、管道
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51378172）； 河北省自然科学基金项目（E2020209072）；
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长距离埋地管道是一种重要的油气能源输送方式。“十四五”规划明确指出,要加快油气管网建设。我国地形地貌复杂,埋地管道不可避免地要经过地震活动断层。通过建立合理的室内缩尺试验装置与ABAQUS有限元模型对管道穿越斜滑断层时其受力与变形规律进行研究。研究结果可为跨断层埋地管道的抗震设计和安全评价提供理论依据。主要研究内容及结果如下:1)通过设计两箱体模型,研究斜滑断层下断层错动量、管径和壁厚、内压、管道埋深等参数对管道应变规律的影响,并对比不同管材的受力与变形特征。研究结果表明:随着埋深和断层位移增加,土体对管道约束能力增强,管道变形破坏更加严重;大口径厚壁管道可以增强管道抵抗断层错动的能力;内压使得管道发生屈曲时的临界断层位移增大,在一定意义上增强了管道的抗屈曲能力;PE管大变形区域较钢管更靠近断层,峰值应变位置随错动量增加逐渐靠近断层处。2)基于ABAQUS有限元软件,选取合理的管土本构模型、单元、划分网格进行接触设置。将室内试验数据与有限元模拟结果对比分析,发现结果吻合较好,证明了模型的合理性。进一步建立大口径高强钢质管道穿越斜滑断层的有限元模型,研究内压对管道屈曲模式的影响,以及管道发生临界屈曲时应变及断层位移变化。图 52 幅;表 12 个;参 61 篇。
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