【摘要】：我國幅員廣闊,地質條件復雜,長輸管線跨越范圍廣闊,長輸埋地管道大口徑、薄管壁的特性,使其在山區(qū)由于落石沖擊造成失效的事故頻發(fā)�，F(xiàn)有的相關研究少有綜合考慮落石體積、速度、形狀和沖擊方式對埋地輸氣管道的影響,為進一步深化此研究,為后續(xù)落石災害地區(qū)的安全評價提供可靠參考數據,本文通過對以往研究中落石形狀及沖擊方式的改變,以及材料模型、邊界條件、接觸參數等的優(yōu)選,運用ABAQUS有限元軟件,研究了落石沖擊作用下埋地輸氣管道的動力響應及極限分析。首先選取適當的材料模型及參數,建立落石沖擊土壤有限元模型,再將有限元模擬計算值與已有的類似試驗數據進行比較,驗證有限元模型的準確性。在此基礎上,通過分析邊坡落石相關資料,選取具有代表性的四種落石體積、四種落石速度,和四種沖擊方式,建立落石沖擊埋地輸氣管道有限元模型。通過有限元模擬計算,分析了不同體積、速度及沖擊方式的落石沖擊作用下埋地輸氣管道的動力響應過程、管壁最大等效應力隨時間的變化規(guī)律、管道前端XY平面管壁位置及形狀的變化。根據已有學者對地表沖擊埋地管道的研究成果,選取管道壁厚、管道埋深、落點偏距和土壤類型作為主要因素對落石沖擊埋地輸氣管道進行了模擬,從模擬結果中提取管道最大等效應力和最大變形率,通過基于應力理論的失效判斷準則和基于變形理論的失穩(wěn)判斷準則,采用插值法找出管道失效、失穩(wěn)的臨界壁厚、埋深、偏距及對應的落石動能。繪制了各主要因素與落石動能的臨界曲線,擬合了相應的臨界函數。運用本文研究成果對西氣東輸二線九江分輸站GA049段山區(qū)管道受不同體積、速度及沖擊方式的落石沖擊后果進行預測,并對增加埋深和治理危巖等保護措施的具體方法提出建議,所得結果與實際情況相符。本文的研究成果能夠為我國落石山區(qū)埋地輸氣管道的風險評價與現(xiàn)場管理提供一定的技術支持。
【圖文】：

圖１－１常用落石沖擊力計算方法比較逡逑（３）基于軟件的落石沖擊力計算方法逡逑

圖１－２邋土層內部的動應力分布逡逑
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE973

【參考文獻】

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本文編號：2600955