用模糊数学法进行管道系统的震害预测

叙述了地震时埋地管道可能遭受的破坏形式、影响管道震害的因素及破坏等级的划分。论述了用模糊数学法进行埋地管线震害预测的方法和步骤，利用这一方法对忻州市供水管网主干线进行了震害预测，给出了在地震烈度Ⅶ度～Ⅸ度作用下的震害预测结果。     

徐州市供水生命线工程易损性分析与震害预测

本文以海城、唐山地震一些城市供水管网的震害经验为基础,联系徐州市直埋管线状况和可能出现的地面破坏程度,对该市供水生命线工程作了易损性分析和震害预测。     

燃气管网地震破坏快速评估方法研究

针对燃气管网基础资料难以获取的实际情况,利用有限数据开展燃气管网地震破坏的快速评估方法研究。基于历史震害统计分析结果,修订了燃气管网地震破坏等级划分方法;当燃气管网震害率模型不完备时,提出了类比供水管网震害率模型获得燃气管网震害率模型的方法。以东部发达城市上海市和西部石油城市新疆克拉玛依市为列,评估了2个城市在不同地震影响烈度下燃气管网的地震破坏情况,评估结果完全符合地震现场调查结论。     

基于不同翔实程度数据的燃气管网地震破坏评估方法研究

针对燃气管网数据获取的翔实程度不同,开展地震破坏评估不同层次模型研究。基于历史震害统计分析结果,引入地震破坏概率指标,修订了燃气管网地震破坏等级划分方法。在数据有限条件下,考虑燃气管网震害率模型不完备情况,提出类比供水管网震害率模型获得燃气管网震害率模型的方法,完善第一层次模型(震害率模型);在数据较翔实条件下,基于两态破坏准则给出燃气管道的地震破坏概率,引入加权统计平均法,建立第二层次模型(地震反应分析模型);在数据充足条件下,基于第二层次模型,提出几种因素的影响系数,修正给出第三层次模型(考虑小区划的地震反应分析模型)。以西部某市为例,分别采用三种不同层次模型评估了不同地震影响烈度下燃气管网的地震破坏状态,分析了它们的优缺点,验证了方法的实用性。     

汶川地震高烈度区城镇房屋震害简介

汶川8.0级大地震宏观震中地震烈度高达X I度,造成大量房屋结构破坏和倒塌,本文介绍了极震区以及周边高烈度区内部分城镇房屋的典型震害,并给出这些城镇中砖混和底框架多层结构主要破坏等级的比例,同时对某些震害特征和相应的抗震问题进行了简要讨论。     

城市供水管网在地震时的连通可靠性分析

考虑地震作用效应和管道抗力的随机特性,建立了埋地管道单元的概率预测模型,评估其在地震时的震害状态。把供水管网系统简化为边权有向网络图,通过Monte Carlo随机模拟过程,近似再现管网中各管段的破坏状态,进而分别结合图论理论方法和模糊关系矩阵法,对管网进行连通可靠性分析。由于Monte Carlo模拟算法是以管网各节点与水源点处于连通状态的近似频率计算来代替精确概率分析,为获得稳定的计算结果,对所用算例进行了5000次模拟。算例分析表明,基于图论方法和模糊关系矩阵法得到的管网连通可靠性结果基本相等。     

校园地下管线抗震评估初步探讨

对前人有关直埋地下管线的震害及其影响因素进行了简单总结,整理分析了前人关于管线震害评估的有关标准.结合某学院实际管网的资料,进行了各种管线的震害率计算,并对其进行了基于郭恩栋方法的震害等级评定及影响因素分析,得出:(1)设防烈度下管网系统在应急上能基本满足要求,但在使用功能上需进行修复;(2)对于断层影响,管道与断层应呈60°交角并采取抗震构造措施;(3)管网设计中应选用韧性、大口径、大曲率弯头的管材.     

输水管网震害最危险路随机模糊网络预测方法

输水管网的破坏，会导致地震灾害的严重扩大，输水管网的震害预测，已有运用随机模糊网络进行关键段的分析和管路可靠性的分析方法。1），2）本文建议的模糊最危险路（或最可靠路）分析，把管段的可靠性概率，扩展为语言概率，从而可以很好地容纳模糊性，使输水管的震害预测更加合理，为城市抗震防灾服务。     

埋地管道震害预测方法简述

埋地管道是城市生命线工程的重要组成部分,在地震时较易发生震害。影响埋地管道在地震中破坏特点的因素,主要是强烈的地面运动或场地失效以及管材、管径等因素。研究方法以基于经验统计的方法在实际应用中比较多。本文分别对基于理论计算和经验统计的震害预测方法进行了简述和比较,最后提出了基于综合概率的埋地管道分析预测模型。     

城市供水管网震害概率预测

根据概率可靠性理论,计算了地震作用下地下直埋管道的各个震害等级的概率值。假定在一段管子中,其破坏为泊松公布,求得这段管道供水的可靠性,最后用并联和串联分析法,得出整个供水管网的供水可靠性。通过实际计算,结果较理想。     

基于GIS的地下管网抗震分析系统

本文提供了一个地下管道震害快速预测方法,给出了供水管网和供气管网地震影响范围判定分析方法以及关键环节判定方法,完成了一个基于Arc View GIS的多功能的地下管网抗震分析系统的研制。     

摄动理论在腐蚀管线随机地震反应分析中的应用

埋地管线的腐蚀情况十分复杂,具有随机性的特点,从而导致其在地震激励下的反应必然具有随机性。本文在管线腐蚀离散状态模型和弹性地基梁原理的基础上,利用随机摄动理论推导给出了腐蚀管线在地震激励下位移和应力的解析表达式,并进行了均值和标准差的计算。实例分析中将该方法计算结果与Monte Carlo模拟方法计算结果进行了对比。结果表明,利用随机摄动方法可以快速、精确地求得腐蚀管线的随机地震反应。     

基于工业CT的压力管道在线测厚仪研制

目的：本文针对我国压力管道检测技术的现状,基于透射式工业CT的基本原理,研制开发了一种新型的便携式压力管道在线测厚仪。方法：文中简要阐述了该仪器的具体结构设计,给出了实验室标定实验和管道验证实验的实验数据;结果：实验结果表明用该仪器对实际管道的检测结果是非常精确的,误差在允许的范围之内。结论：该仪器具有结构简单、使用方便、测量精确、反应速度快、安全可靠等优点。     

供水管道震害预测模型及其在GIS环境下的实现

供水管道的震害主要原因是强烈的地面运动或场地失效以及管材、管径尺度等因素的影响。因此,将管道细分为单元,并分别考虑主要因素是强烈的地面运动或场地失效对单元的震害影响,建立相应的震害预测模型;单元综合震害以及由单元组成的管道体系的震害,则采用综合概率法进行预测。用GIS空间分析技术,依据用户指定的单元划分原则进行多因素单元自动划分,将有助于提高震害预测的自动化水平和预测效率。另外主要介绍了供水管道的单元震害预测模型和综合概率预测模型;叙述了在GIS环境下管道数据管理与查询、地图显示、预测单元自动划分、预测结果的显示输出等功能设计。     

Finite element analysis of buried steel pipelines under strike-slip fault displacements

The present paper investigates the mechanical behavior of buried steel pipelines, crossing an active strike-slip tectonic fault. The fault is normal to the pipeline direction and moves in the horizontal direction, causing stress and deformation in the pipeline. The interacting soil–pipeline system is modelled rigorously through finite elements, which account for large strains and displacements, nonlinear material behavior and special conditions of contact and friction on the soil–pipe interface. Considering steel pipelines of various diameter-to-thickness ratios, and typical steel material for pipeline applications (API 5L grades X65 and X80), the paper focuses on the effects of various soil and pipeline parameters on the structural response of the pipe, with particular emphasis on identifying pipeline failure (pipe wall wrinkling/local buckling or rupture). The effects of shear soil strength, soil stiffness, horizontal fault displacement, width of the fault slip zone are investigated. Furthermore, the influence of internal pressure on the structural response is examined. The results from the present investigation are aimed at determining the fault displacement at which the pipeline fails and can be used for pipeline design purposes. The results are presented in diagram form, which depicts the critical fault displacement, and the corresponding critical strain versus the pipe diameter-to-thickness ratio. A simplified analytical model is also developed to illustrate the counteracting effects of bending and axial stretching. The numerical results for the critical strain are also compared with the recent provisions of EN 1998-4 and ASCE MOP 119.     

液化场地土中埋设管线的上浮反应分析

本文利用虚功原理,建立了液化场地土中埋设管线的上浮反应分析模型,考虑到土的非线性约束作用和管道的初始轴力的影响,采用非线性增量有限元法,分析了液化场地土中埋设管线的上浮反应,并给出了部分计算结果。     

Centrifuge modeling of buried continuous pipelines subjected to normal faulting

Seismic ground faulting is the greatest hazard for continuous buried pipelines.Over the years,researchers have attempted to understand pipeline behavior mostly via numerical modeling such as the finite element method.The lack of well-documented field case histories of pipeline failure from seismic ground faulting and the cost and complicated facilities needed for full-scale experimental simulation mean that a centrifuge-based method to determine the behavior of pipelines subjected to faulting is best to verify numerical approaches.This paper presents results from three centrifuge tests designed to investigate continuous buried steel pipeline behavior subjected to normal faulting.The experimental setup and procedure are described and the recorded axial and bending strains induced in a pipeline are presented and compared to those obtained via analytical methods.The influence of factors such as faulting offset,burial depth and pipe diameter on the axial and bending strains of pipes and on ground soil failure and pipeline deformation patterns are also investigated.Finally,the tensile rupture of a pipeline due to normal faulting is investigated.     

穿越走滑断层海底管道局部屈曲研究及应变响应预测

海洋地震频繁且海底土体环境复杂,当地震导致断层土体发生永久变形后,穿越断层的海底埋地管道也将受迫发生变形。为确定变形后的管道能否正常工作,需根据实际工况对其进行应变响应预测。首先通过有限元计算软件ABAQUS建立管道与走滑断层的三维实体模型,模拟管-土间的接触作用并通过等效边界方法修正模型,得到管道局部屈曲破坏形式及应变分布情况。然后,通过调整有限元模型参数对断层交角、管道工作内压、管道径厚比对管道极限塑性应变的影响进行敏感性分析,定性分析不同敏感性因素对穿越走滑断层海底管道应变响应的影响。最后,在数值模拟数据的基础上通过MATLAB软件利用基于遗传算法优化的BP神经网络实现对管道应变响应的精确预测。结果表明:穿越走滑断层管道在发生局部屈曲时,可根据轴向压缩应变突变现象确定管道局部屈曲时对应的断层位移,并且断层交角、管道工作内压和管道径厚比都会对跨断层管道应变响应产生影响。     

GNSS Monitoring of Cross Fault Seismic Deformation of China Myanmar Oil and Gas Pipeline Project

中缅油气管道工程是我国重要的能源战略项目,该工程沿线地质背景复杂、破坏性地震多发,尤其是在云南境内跨越的3条大断裂曾发生过7级以上大震,有再次发生破坏性地震的可能性,对管道安全有潜在威胁。中缅油气管道地震观测项目通过在管道与3条断裂交汇处布设3组GNSS观测点,观测地震可能引起的断层位错,进而估计管道可能的变形影响。基于观测数据,分析影响观测的因素及断层位错的观测误差。管道变形承受能力对比结果表明,GNSS跨断裂变形观测系统能够有效观测断裂的位错,进而估计其对管道产生的影响。