本文關(guān)鍵詞：隧道爆破振動(dòng)對(duì)天然氣管道影響規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：管道運(yùn)輸是目前石油和天然氣的一種重要的運(yùn)輸途徑,因此保持油氣管道運(yùn)營的安全性是十分重要的。在隧道爆破施工過程中,常常遇到爆破振動(dòng)對(duì)管道的影響問題。因油氣管道運(yùn)輸物質(zhì)多為易燃易爆、有毒有害物質(zhì),因此當(dāng)油氣管道遭到破壞后,將釋放出大量的可燃?xì)怏w和有害物質(zhì),其可能引發(fā)火災(zāi)甚至產(chǎn)生爆炸,對(duì)臨近地區(qū)造成不可估量的毀壞。而國內(nèi)外制定的管道上方地表振速控制標(biāo)準(zhǔn)差別較大,無法對(duì)爆破施工進(jìn)行精準(zhǔn)有效的控制。因此,研究隧道爆破振動(dòng)對(duì)埋地管道的影響具有重要的意義。西安至成都客運(yùn)專線仙女巖隧道下穿蘭-成-渝埋地天然氣管道,在隧道掘進(jìn)施工過程中產(chǎn)生的爆破振動(dòng)可能危及隧道上方埋地天然氣管道的安全運(yùn)行。本文運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件建立三維有限元模型,通過模擬計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測振動(dòng)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,既檢驗(yàn)?zāi)M計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,又進(jìn)一步修改完善模型參數(shù)。本文主要研究管道、管道周圍土體、以及管道正上方地表振動(dòng)情況和管道安全性評(píng)估。通過分析數(shù)據(jù)結(jié)果可知：三個(gè)不同截面上,掌子面正上方管道底部豎直方向振速最大。在同一截面不同位置：豎直方向上,管道振速大于管道周圍土體振速,橫向、軸向方向上,管道周圍土體振速大于管道振速。地表振速為3.99cm/s時(shí),其最大疊加應(yīng)力為92.56MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于管道許用應(yīng)力值464.4MPa,即爆破產(chǎn)生的振動(dòng)不會(huì)對(duì)管道的安全產(chǎn)生影響。分析不同單段炸藥量和不同隧道埋深工況下,爆破振動(dòng)對(duì)埋地天然氣管道的影響。隨著單段炸藥量的增加,管道底部和管道底部周圍土體振速都隨之增加,且管道的峰值振速均要大于管道周圍土體的峰值振速；管道疊加最大應(yīng)力和掌子面正上方管道地表振速也隨之增加。隨著隧道埋深的增加,管道底部和管道底部周圍土體振速都隨之減小,且管道的峰值振速均要大于管道周圍土體的峰值振速；管道疊加最大應(yīng)力和掌子面正上方管道地表振速隨之減小。不同單段炸藥量和隧道埋深下,對(duì)比管道振速與管道周圍土體振速曲線圖可知：兩者隨單段炸藥量和隧道埋深增減趨勢保持一致,因?qū)嶋H工程中對(duì)管道振速的測量存在一定困難性,因此可通過測量管道周圍土體振速估測管道振速。通過單段炸藥量與疊加最大應(yīng)力擬合關(guān)系式、單段炸藥量與地表振速擬合關(guān)系式、隧道埋深與疊加最大應(yīng)力擬合關(guān)系式、隧道埋深與地表振速擬合關(guān)系式,來控制爆破振動(dòng)對(duì)埋地天然氣管道的影響,保障埋地天然氣管道的安全運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】：埋地天然氣管道 爆破振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)振速 安全性
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.6;TE973
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 爆破地震波的特性研究13-14
• 1.2.2 爆破振動(dòng)對(duì)管道的影響研究14-15
• 1.2.3 埋地管道與管道周圍土體相互作用研究15-16
• 1.2.4 爆破振動(dòng)安全評(píng)估研究16-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及方法18-20
• 1.3.1 研究內(nèi)容18
• 1.3.2 研究方法18-20
• 第2章 巖石爆破的波動(dòng)理論20-29
• 2.1 巖石爆破作用及其波動(dòng)效應(yīng)20-24
• 2.1.1 巖石爆破作用原理20-21
• 2.1.2 爆破應(yīng)力波的形成原理及其波動(dòng)特征21-24
• 2.2 爆破地震波傳播理論24-27
• 2.2.1 爆破應(yīng)力波與地震波的形成原理24-25
• 2.2.2 爆破地震波的傳播與衰減規(guī)律25-26
• 2.2.3 爆破地震波在界面的反射與透射26-27
• 2.3 管道受地震波影響特性27-29
• 第3章 爆破振動(dòng)對(duì)埋地天然氣管道影響模擬方法研究29-48
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA簡介29-35
• 3.1.1 LS-DYNA功能概述29
• 3.1.2 LS-DYNA算法基礎(chǔ)29-33
• 3.1.3 單點(diǎn)高斯積分和沙漏控制33-34
• 3.1.4 LS-DYNA分析的一般流程34-35
• 3.2 工程概況35-38
• 3.2.1 隧道、管道位置概況35-38
• 3.2.2 工程地質(zhì)概況38
• 3.3 隧道爆破振動(dòng)對(duì)埋地天然氣管道影響數(shù)值模擬38-46
• 3.3.1 模型的建立及網(wǎng)格的劃分38-39
• 3.3.2 無反射邊界條件及接觸設(shè)置39-41
• 3.3.3 單元類型的選取41-42
• 3.3.4 材料模型及相關(guān)參數(shù)42-46
• 3.4 爆破振動(dòng)對(duì)埋地天然氣管道影響模擬的準(zhǔn)確性驗(yàn)證46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 爆破振動(dòng)對(duì)埋地天然氣管道影響規(guī)律研究48-82
• 4.1 埋地天然氣管道振動(dòng)響應(yīng)分析48-56
• 4.2 埋地天然氣管道振動(dòng)響應(yīng)與周圍土體的振動(dòng)響應(yīng)關(guān)系56-59
• 4.3 埋地天然氣管道安全性研究59-62
• 4.4 不同單段炸藥量下埋地天然氣管道的振動(dòng)響應(yīng)情況62-71
• 4.5 隧道埋深對(duì)埋地天然氣管道的振動(dòng)響應(yīng)分析71-81
• 4.6 本章小結(jié)81-82
• 第5章 結(jié)論與展望82-84
• 5.1 結(jié)論82-83
• 5.2 展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-88

  本文關(guān)鍵詞：隧道爆破振動(dòng)對(duì)天然氣管道影響規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：387607