目錄
第一篇 地震波作用下長輸管道反應(yīng)分析
第1章 空間多點(diǎn)地震動(dòng)合成方法 3
1.1 引言 3
1.1.1 地震動(dòng)空間變化特性的認(rèn)識(shí)與發(fā)展 3
1.1.2 空間相關(guān)多點(diǎn)地震動(dòng)合成三要素 4
1.1.3 空間相關(guān)多點(diǎn)地震動(dòng)合成方法 9
1.2 空間相關(guān)多點(diǎn)地震動(dòng)傳統(tǒng)合成方法 10
1.2.1 地震波傳播特點(diǎn)及檢驗(yàn)方法 10
1.2.2 傳統(tǒng)的空間相關(guān)多點(diǎn)地震動(dòng)合成方法 11
1.3 空間相關(guān)多點(diǎn)地震動(dòng)改進(jìn)合成方法 15
1.3.1 基于實(shí)際地震記錄的空間多點(diǎn)地震動(dòng)合成方法 15
1.3.2 基于地震反應(yīng)譜的空間多點(diǎn)地震動(dòng)合成方法 20
1.4 空間相關(guān)多點(diǎn)地震動(dòng)合成實(shí)例 22
1.4.1 基于傳統(tǒng)HOP法的地震動(dòng)合成實(shí)例 22
1.4.2 基于實(shí)際地震記錄的地震動(dòng)合成實(shí)例 25
1.4.3 基于地震反應(yīng)譜的地震動(dòng)合成實(shí)例 28
第2章 地震波作用下長輸管道反應(yīng)的數(shù)值分析 30
2.1 引言 30
2.1.1 確定性動(dòng)力分析法 30
2.1.2 反應(yīng)譜法 30
2.1.3 隨機(jī)振動(dòng)分析法 31
2.2 埋地管道動(dòng)力反應(yīng)分析控制方程 31
2.2.1 管道動(dòng)力時(shí)程分析控制方程 31
2.2.2 擬靜力方法分析控制方程 32
2.3 管道和土體相互作用模型 33
2.3.1 非液化土土彈簧模型 33
2.3.2 土彈簧的等效剛度 35
2.3.3 液化土土彈簧模型 37
2.4 地震波作用下長輸管道反應(yīng)分析實(shí)例 39
2.4.1 管道鋼本構(gòu)關(guān)系 39
2.4.2 有限元模型的建立 40
2.4.3 空間相關(guān)多點(diǎn)地震波的合成 41
2.4.4 無運(yùn)行荷載下的地震反應(yīng) 44
2.4.5 運(yùn)行荷載下的地震反應(yīng) 49
2.4.6 運(yùn)行荷載與無運(yùn)行荷載結(jié)果對(duì)比 54
第3章 地震波作用下長輸管道反應(yīng)的理論分析 55
3.1 引言 55
3.1.1 不考慮土壤與管道相對(duì)變形的埋地管線地震反應(yīng)計(jì)算 55
3.1.2 考慮土壤與管道相對(duì)變形的埋地管線地震反應(yīng)公式 57
3.2 地震行波作用下長輸管道軸向變形反應(yīng) 63
3.2.1 理論推導(dǎo) 64
3.2.2 建議公式的討論 67
3.2.3 工程實(shí)例分析 70
3.3 地震行波作用下長輸管道彎曲變形反應(yīng) 71
3.3.1 公式的推導(dǎo) 71
3.3.2 公式的討論 74
3.3.3 工程實(shí)例分析 75
3.4 地震行波作用下長輸管道軸向和彎曲共同變形反應(yīng) 76
3.4.1 埋地管道總應(yīng)變計(jì)算公式推導(dǎo) 76
3.4.2 總應(yīng)變計(jì)算公式的討論 79
3.4.3 土體彈簧系數(shù)的確定 80
3.4.4 工程實(shí)例分析 81
第4章 地震波作用下海底懸跨管道水動(dòng)力計(jì)算模型 82
4.1 引言 82
4.2 地震作用下海底懸跨管道水動(dòng)力模型實(shí)驗(yàn) 82
4.2.1 動(dòng)力模型實(shí)驗(yàn)相似理論 82
4.2.2 動(dòng)力模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 85
4.2.3 地震作用下管道周圍流場特性 90
4.2.4 地震作用下管道受到的水動(dòng)力特性 95
4.3 地震作用下水動(dòng)力計(jì)算模型 99
4.3.1 傳統(tǒng)的Morison方程 99
4.3.2 地震作用下水動(dòng)力計(jì)算方程 101
4.3.3 地震作用下水動(dòng)力系數(shù)的確定 106
第5章 地震波作用下海底懸跨管道分析方法 111
5.1 引言 111
5.2 海底懸跨管道-水體耦合計(jì)算模型 112
5.2.1 懸跨管道-水體流固耦合系統(tǒng)的基本理論及動(dòng)力學(xué)模型 112
5.2.2 懸跨管道-水體流固耦合控制方程和邊界條件 117
5.2.3 懸跨管道-水體流固耦合三維數(shù)值模擬 119
5.3 含懸空段的海底長輸管道計(jì)算模型 123
5.3.1 地震激勵(lì)下管道所受的水動(dòng)力 123
5.3.2 基于水動(dòng)力模型的海底管道多點(diǎn)輸入耦合運(yùn)動(dòng)方程 124
5.3.3 海底懸空管道地震反應(yīng)影響因素 125
5.4 地震作用下海底管道臨界懸跨長度 129
5.4.1 有限元模型建立 129
5.4.2 失效準(zhǔn)則確定 131
5.4.3 人工合成地震波作用下懸跨長度的確定 132
第二篇 永久地面變形作用下長輸管道反應(yīng)分析
第6章 永久地面變形危害 137
6.1 斷層 137
6.2 滑坡 139
6.3 側(cè)向滑移 142
6.3.1 側(cè)向滑移的概念 142
6.3.2 永久地面變形量 143
第7章 斷層作用下埋地管道反應(yīng)的數(shù)值方法分析 145
7.1 引言 145
7.2 有限元模型的建立 147
7.2.1 管殼單元簡介 147
7.2.2 非線性管殼單元有限元模型的建立 150
7.2.3 有限元模型的驗(yàn)證 152
7.3 斷層作用下管道反應(yīng)影響因素 156
7.3.1 斷層錯(cuò)動(dòng)量的影響 157
7.3.2 幾何非線性特征的影響 159
7.3.3 管材本構(gòu)模型的影響 161
7.3.4 管材類別的影響 162
7.3.5 場地土均一程度的影響 163
7.3.6 管道外徑的影響 164
7.3.7 管道壁厚的影響 166
7.3.8 管道埋深的影響 167
7.4 斷層作用下運(yùn)行狀態(tài)埋地管道反應(yīng)分析 168
7.4.1 管殼單元對(duì)內(nèi)壓和溫差的考慮 168
7.4.2 數(shù)值模型的建立 171
7.4.3 內(nèi)壓的影響 172
7.4.4 溫度的影響 173
7.4.5 內(nèi)壓荷載與溫度荷載共同作用分析 175
7.5 斷層作用下埋地管道等效邊界分析模型 176
7.5.1 等效分析模型的建立 176
7.5.2 等效分析模型的驗(yàn)證 183
第8章 斷層作用下埋地管道反應(yīng)的解析方法分析 189
8.1 引言 189
8.2 改進(jìn)解析方法的推導(dǎo) 191
8.2.1 彈性梁分析 192
8.2.2 變量說明 194
8.2.3 基于應(yīng)力的解析方法 195
8.2.4 基于應(yīng)變的解析方法 208
8.3 改進(jìn)解析方法的驗(yàn)證與分析 217
8.3.1 基于應(yīng)力解析方法的比較 217
8.3.2 基于應(yīng)變解析方法的比較 220
第9章 滑坡作用下埋地管道地震反應(yīng)分析 224
9.1 引言 224
9.2 軸向滑坡作用下埋地管道反應(yīng)分析 225
9.2.1 軸向滑坡下埋地管線受力分析 225
9.2.2 軸向滑坡作用的埋地管線有限元建模 232
9.2.3 軸向滑坡作用下埋地管道計(jì)算分析 233
9.3 橫向滑坡作用下埋地管道反應(yīng)分析 236
9.3.1 橫向滑坡下埋地管線受力分析 236
9.3.2 橫向滑坡作用下埋地管道計(jì)算分析 243
9.4 深層圓弧滑坡作用下埋地管道反應(yīng)分析 246
9.4.1 深層圓弧滑坡下埋地管線受力分析 247
9.4.2 深層滑坡作用下埋地管道計(jì)算分析 250
第三篇 長輸管道地震安全評(píng)價(jià)
第10章 埋地管道失效模式和失效準(zhǔn)則 255
10.1 埋地管道抗震規(guī)范簡介 255
10.1.1 陸地埋地管道抗震規(guī)范簡介 255
10.1.2 海底管道抗震設(shè)計(jì)規(guī)范簡介 256
10.1.3 海底管道與陸地埋地管道抗震設(shè)計(jì)的異同 259
10.2 埋地管道失效模式 259
10.2.1 拉伸失效 260
10.2.2 局部屈曲 260
10.2.3 梁屈曲 261
10.2.4 滑動(dòng)式焊接縫 264
10.3 埋地管道失效準(zhǔn)則 266
10.3.1 判斷準(zhǔn)則 266
10.3.2 中國《油氣輸送管道線路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 267
10.3.3 美國ASCE——1984規(guī)范 268
10.3.4 美國PRCI——2004規(guī)范 269
10.3.5 日本Earthquake Resistant Design Codes in Japan規(guī)范 271
10.3.6 失效準(zhǔn)則對(duì)比 272
第11章 埋地管道地震反應(yīng)分析經(jīng)典方法 275
11.1 地震波作用下埋地管道分析經(jīng)典方法 275
11.1.1 共同變位法 275
11.1.2 位移傳遞系數(shù)法 277
11.2 斷層作用下埋地管道分析經(jīng)典方法 279
11.2.1 Newmark-Hall法 279
11.2.2 Kennedy法 281
11.2.3 SY/T 0454——2004 284
11.2.4 GB 50470——2008 285
11.3 斷層作用下埋地管道反應(yīng)控制策略 285
11.3.1 方法說明 285
11.3.2 通用措施 286
11.3.3 專項(xiàng)措施 287
11.3.4 工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方法 288
第12章 長輸管道地震反應(yīng)分析和評(píng)價(jià)軟件 289
12.1 簡介 289
12.2 軟件基本框架和功能 290
12.2.1 軟件基本框架 290
12.2.2 軟件基本功能 291
12.3 安裝手冊 291
12.3.1 運(yùn)行環(huán)境 291
12.3.2 安裝軟件簡介 291
12.3.3 NET Framework.4.0安裝 292
12.3.4 MCRInstaller安裝 293
12.4 使用方法簡介 298
12.4.1 啟動(dòng) 298
12.4.2 管道參數(shù)輸入 298
12.4.3 失效準(zhǔn)則的選取 299
12.4.4 斷層分析方法選擇 230
12.4.5 地震波動(dòng)分析方法選擇 302
12.4.6 土彈簧參數(shù)計(jì)算 302
12.4.7 應(yīng)力集中因子 304
12.4.8 斷層分布的APDL命令流生成 305
12.4.9 數(shù)據(jù)保存及生成報(bào)告 305
參考文獻(xiàn) 308
彩圖