在海洋油氣資源開發(fā)中,油氣集輸是重要的組成部分。海底管道作為海上石油天然氣集輸?shù)闹饕绞?具有輸送量大、連續(xù)便捷以及受氣候影響小等優(yōu)點(diǎn)。管線鋪設(shè)在海床上或者埋設(shè)在土體里,當(dāng)管線有水平向運(yùn)動趨勢時,土體必須提供相應(yīng)的阻力以保證其穩(wěn)定。對于裸置于海床上的管線,管道會在自重作用下產(chǎn)生一定的沉降,這時海床土體的約束作用,包括庫倫摩擦阻力以及管道下方的被動土壓力作用；對于埋設(shè)于海床下的管線,土體水平向抗力與土體參數(shù)和埋深等因素都有關(guān)系。海底管土相互作用的機(jī)理復(fù)雜,以往的研究大多建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,引入了過多的假設(shè),研究內(nèi)容也不夠全面,目前尚存在很多不完善之處,在國內(nèi)還缺少設(shè)計和施工方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和研究數(shù)據(jù),因此對海底管土相互作用進(jìn)行研究分析是有必要的。本文基于ANSYS有限元分析軟件,建立海底管道與海床土體模型,結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者的研究,討論了在不同參數(shù)條件下,海底管道與海床土體的相互作用。首先模擬了管道直接鋪設(shè)在海床上的模型,通過改變管道和土體物理力學(xué)參數(shù),分析管道的沉降特性。在此基礎(chǔ)上分別分析管道鋪設(shè)在砂土和粘性土上,發(fā)生水平向失穩(wěn)時的土體抗力規(guī)律,并與已有理論進(jìn)行比較總結(jié)。模擬了埋設(shè)管線與土體的... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的內(nèi)容
2 有限元法理論
    2.1 有限元方法簡介
    2.2 有限元軟件ANSYS概述
        2.2.1 ANSYS簡介
        2.2.2 ANSYS主要分析流程
        2.2.3 非線性的基本理論
3 海床上裸置管道沉降特性分析
    3.1 ANSYS模型的建立
        3.1.1 土體本構(gòu)模型的選取
        3.1.2 單元的選取
        3.1.3 米塞斯(Mises)準(zhǔn)則
        3.1.4 接觸分析
        3.1.5 有限元模型的參數(shù)選取與建立
    3.2 海床裸置管道的計算理論
    3.3 沉降特性數(shù)值模型結(jié)果
        3.3.1 海床上管道沉降特性分析
        3.3.2 不同參數(shù)對沉降的影響
    3.4 土體水平抗力的數(shù)值模擬
    3.5 本章小結(jié)
4 土體對埋設(shè)管線水平承載力的影響
    4.1 地基土體水平抗力的計算理論
        4.1.1 海底管道埋設(shè)技術(shù)
        4.1.2 地基土體水平抗力基本理論
        4.1.3 水平抗力計算理論與公式
    4.2 有限元建立計算模型
        4.2.1 計算模型假定
        4.2.2 有限元模型建立
    4.3 計算結(jié)果與分析
    4.4 不同參數(shù)對分析的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]社會環(huán)境因素對海底管道埋設(shè)深度的影響[J]. 趙冬巖,王琮,羅超,王鳳云.  中國海上油氣. 2010(04)
[2]彈塑性海床上的海底管道沉降特性分析[J]. 任艷榮,劉玉標(biāo).  中國海洋平臺. 2010(03)
[3]海底管道與多孔彈性海床的相互作用研究[J]. 劉靖,李明高.  水電能源科學(xué). 2009(05)
[4]海底管線鋪設(shè)焊接技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 焦向東,周燦豐,陳家慶,紀(jì)文剛,姜錫肇,趙冬巖,曹軍,丁文斌.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2008(S1)
[5]波流作用下海底管-土相互作用研究綜述[J]. 李明高,李昕,馮新,周晶.  中國海洋平臺. 2007(04)
[6]我國油氣長輸管道的建設(shè)與發(fā)展[J]. 李順德.  油氣田地面工程. 2005(11)
[7]海底管道埋設(shè)機(jī)及其應(yīng)用[J]. 邵偉才,夏賢行.  浙江水利科技. 2005(03)
[8]世界海洋油氣開發(fā)現(xiàn)狀及前景展望[J]. 金秋,張國忠.  國際石油經(jīng)濟(jì). 2005(03)
[9]溫度應(yīng)力下海底管線屈曲分析方法的改進(jìn)[J]. 劉潤,閆澍旺,孫國民.  天津大學(xué)學(xué)報. 2005(02)
[10]多孔彈性海床上的管土相互作用數(shù)值模擬[J]. 任艷榮,劉玉標(biāo),顧小蕓.  中國海洋平臺. 2004(05)

博士論文
[1]復(fù)雜條件下海底管線與土相互作用研究[D]. 程棟棟.天津大學(xué) 2008

碩士論文
[1]掩埋海底管線的管土相互作用研究[D]. 武玉斐.天津大學(xué) 2009
[2]腐蝕海底管道的可靠性評估[D]. 夏雪.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[3]砂質(zhì)海床上海底管線穩(wěn)定性的數(shù)值分析[D]. 宋巖新.大連理工大學(xué) 2008
[4]有限元在海底管道設(shè)計中的應(yīng)用研究[D]. 王猛.天津大學(xué) 2004



本文編號：3197882