目錄
第1章緒論1
1.1研究背景及意義1
1.2管道沿線地質(zhì)災(zāi)害類型及危害3
1.2.1地震斷層5
1.2.2滑坡6
1.2.3崩塌7
1.2.4地面塌陷7
1.2.5地面超載7
1.3地質(zhì)災(zāi)害下管道力學(xué)研究現(xiàn)狀8
1.3.1地震斷層9
1.3.2滑坡10
1.3.3崩塌10
1.3.4地面塌陷11
1.3.5地面超載11
1.4主要研究內(nèi)容12
第2章跨斷層埋地管道力學(xué)行為研究14
2.1跨斷層埋地管道分析方法14
2.1.1跨斷層埋地管道解析法14
2.1.2跨斷層埋地管道試驗研究15
2.1.3跨斷層埋地管道數(shù)值仿真15
2.1.4跨斷層埋地管道數(shù)值計算模型15
2.2走滑斷層作用下軟土地層管道力學(xué)研究16
2.2.1無壓管道力學(xué)分析16
2.2.2壓力管道力學(xué)分析20
2.3走滑斷層作用下硬巖地層管道力學(xué)研究25
2.3.1無壓管道力學(xué)分析25
2.3.2壓力管道力學(xué)分析27
2.4逆斷層作用下埋地管道力學(xué)研究33
2.4.1軟土地層無壓管道力學(xué)分析33
2.4.2軟土地層壓力管道力學(xué)分析37
2.4.3硬巖地層埋地管道力學(xué)分析44
第3章滑坡段埋地管道力學(xué)行為研究46
3.1滑坡地區(qū)管道應(yīng)力和位移分析46
3.1.1泥土橫向下塌時管道的理論分析46
3.1.2算例與分析52
3.2滑坡段埋地管道力學(xué)分析54
3.2.1滑坡段管道數(shù)值計算模型54
3.2.2滑坡床性質(zhì)對管道力學(xué)性能的影響54
3.2.3滑坡體規(guī)模對管道力學(xué)性能的影響56
3.2.4土體性質(zhì)對管道力學(xué)性能的影響59
3.2.5管道結(jié)構(gòu)參數(shù)對其力學(xué)性能影響62
第4章崩塌作用下管道力學(xué)行為研究65
4.1落石形成條件65
4.2落石沖擊架設(shè)管道力學(xué)研究66
4.2.1材料模型及失效準則67
4.2.2模型驗證及結(jié)果分析67
4.2.3落石沖擊有限元模型68
4.2.4徑向沖擊結(jié)果分析68
4.2.5縱向傾斜沖擊結(jié)果分析71
4.2.6橫向傾斜沖擊結(jié)果分析73
4.2.7側(cè)向偏心沖擊結(jié)果分析74
4.3埋地管道所受落石沖擊力研究76
4.3.1落石對地面的沖擊力76
4.3.2埋地管道所受沖擊力模型78
4.3.3對比分析81
4.3.4模型參數(shù)分析83
4.4球形落石沖擊軟土區(qū)埋地管道力學(xué)研究84
4.4.1數(shù)值計算模型84
4.4.2管道屈曲過程分析85
4.4.3管道參數(shù)影響研究86
4.4.4落石參數(shù)影響研究90
4.4.5落石傾斜沖擊研究93
4.5立方體落石沖擊硬巖區(qū)埋地管道力學(xué)研究97
4.5.1數(shù)值計算模型97
4.5.2仿真結(jié)果分析97
4.5.3管道參數(shù)影響研究102
4.5.4回填土參數(shù)影響研究105
4.5.5落石偏心沖擊研究109
4.5.6二次沖擊分析110
第5章地層沉陷區(qū)埋地管道力學(xué)行為研究112
5.1塌陷沉降區(qū)管道基本特征及力學(xué)模型112
5.1.1塌陷沉降區(qū)管道基本特征112
5.1.2塌陷沉降區(qū)管道簡化力學(xué)模型113
5.2塌陷區(qū)埋地管道力學(xué)研究114
5.2.1數(shù)值計算模型114
5.2.2模型驗證115
5.2.3管道參數(shù)影響研究116
5.2.4圍土參數(shù)影響研究121
5.3地表沉降區(qū)埋地管道力學(xué)研究124
5.3.1地表沉降區(qū)埋地管道失效分析124
5.3.2數(shù)值計算模型124
5.3.3計算結(jié)果分析124
5.3.4管道參數(shù)影響研究127
5.3.5圍土參數(shù)影響研究131
第6章地表超載區(qū)埋地管道力學(xué)行為研究136
6.1超載區(qū)管道數(shù)值計算模型136
6.1.1數(shù)值計算模型136
6.1.2計算結(jié)果分析136
6.2軟土地層超載對管道力學(xué)影響研究137
6.2.1載荷參數(shù)影響研究137
6.2.2管道參數(shù)影響研究140
6.2.3圍土參數(shù)影響研究143
6.3硬巖地層超載對管道力學(xué)影響研究146
6.3.1超載參數(shù)影響研究146
6.3.2管道參數(shù)影響研究148
6.3.3回填土剛度影響研究150
第7章定向穿越管道力學(xué)分析152
7.1定向穿越管道失效分析152
7.1.1定向穿越鋪管技術(shù)152
7.1.2運營過程中穿越管道失效分析153
7.2孤石作用下管道凹陷行為研究156
7.2.1數(shù)值計算模型156
7.2.2數(shù)值計算模型驗證156
7.2.3無壓管道凹陷行為研究158
7.2.4壓力管道凹陷行為研究163
7.3穿越管道擠毀行為研究166
7.3.1臨界屈曲壓力166
7.3.2無缺陷管道擠毀行為研究167
7.3.3凹陷管道擠毀行為研究173
第8章管道防護裝置設(shè)計及力學(xué)行為研究178
8.1油氣管道防護裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計178
8.1.1定向穿越管道防護結(jié)構(gòu)設(shè)計178
8.1.2埋地管道防護結(jié)構(gòu)設(shè)計179
8.2帶防護裝置管道力學(xué)行為研究180
8.2.1跨斷層管道力學(xué)行為研究180
8.2.2落石沖擊管道力學(xué)行為研究182
8.2.3不均勻沉降區(qū)管道力學(xué)研究185
8.2.4穿越管道凹陷行為研究188
8.2.5穿越管道擠毀行為研究190
參考文獻193