地震动和断层作用下埋地管道破坏的流固耦合分析

在考虑流固耦合和地震荷载作用的情况下,应用ADINA(Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis)中流固耦合分析求解器ADINA-FSI,建立了地下管道破坏分析的有限元模型,介绍了建模和计算过程,地震荷载加载和断层活动约束的实现,以及模型参数选择等。依据计算结果,分析了管内介质及流速等参数对管道破坏的影响。管道内输送介质密度和流速越大,管道越易破坏,故在埋地管道设计中应充分考虑管内介质的密度与流速。针对计算结果,提出了几点认识和建议。     

跨越断层埋地管道屈曲分析

考虑埋地管道与土介质的相互作用，分析了管道作为薄壳结构的断层位错反应。管道模型化为四结点薄壳单元结构，土介质简化为弹塑性弹簧，建立了管土相互作用的有限元分析模型。计算中，考虑了管道与土介质的材料非线性，管道几何参数，断层类型及破碎带宽，断层滑移角，埋深，内压，温度应力等因素的影响，根据计算结果描绘出管道控制点位移，应力及应变时空分布曲线；比较不同参数下管道的反应特征，总结管道反应的变化规律。最终得到结论：在大位移断层运动作用下，埋地管道反应存在明显的非线性效应，断层类型，管道埋深等因素不能忽略。     

跨断层埋地管道抗震试验

首次进行了跨断层理地管道抗震试验,取得了一些有益的结论．     

跨越断层埋地管线地震反应研究述评

本文论述了跨越断层埋地管线地震反应研究工作概况,包括理论研究和实验研究的进展,并介绍了不同情况下采用的研究方法和建立的相应的研究模型,通过对数据结果进行整理分析,得出跨越断层埋地管线地震反应规律。同时,本文还对埋地管线研究中的一些重要参数对研究结果的影响作了详尽的阐述,提出了需进一步研究的问题和今后可能的研究发展方向。     

跨越断层埋地管线地震反应数值分析

跨越断层埋地管线在地震中的破坏是非常严重的,地震本身和管土相互作用体系中都存在很多不确定性因素,所以管线在断层运动过程中反应比较复杂。本文利用有限元理论和数值模拟手段,建立了管土作用模型,采用非线性接触问题研究方法详细地分析了管线由断层运动而产生的反应,对影响管线的各种因素进行了分析,包括位错量、跨越角度、断层运动形式、埋设深度、初始轴向力、断层裂缝宽度、填覆土质和管径。通过研究,得到一些初步结论。     

跨断层埋地钢管道抗震计算方法研究

本文提出了一个实用的跨断层埋地管道抗震计算分析方法。用算例分析证明了一些跨断层管道抗震建议措施的正确性。     

地震断层作用下埋地管线反应分析方法的研究

地震对埋地管道破坏的方式一般有两种 :一种是地震波产生的地表差动造成管道接口的拉坏 ,另一种是场地永久地面变形 ,例如地表断裂、滑坡、沙土液化、震陷等对埋地管道造成的破坏。坚固而有韧性的钢管道一般能经受住地震动的考验 ,但不能抵御断层作用和地面破坏所产生的较大的永久地面位移。在以梁模型为基础的分析方法中 ,Newmark-Hall法和肯尼迪 (R.P.Kennedy)法是最具有代表性的。其中 Newmark-Hall方法具有简单明了、易于手算而被工程界广泛接受 ,并被我国 (SYJ840 1 -91 ,1 991 )及美国输油(气 )抗震规范 (Guidelines for the Sei…     

地震断层作用下埋地管线的反应分析

本文在王汝梁分析方法的基础上，提出一种物理概念明确、简单实用而又保证其精确度的计算方法。在该方法中作某些简化便可退化到Newmark-Hall或Kennedy方法上。本文还找到一个无量纲的物理量,它与管子与断层的夹角、断层的错距、管子的直径、壁厚和管土间的摩擦系数有关，其物理意义为管截面内轴向应变与弯曲应变的比值，当它在个范围内变化时，管中应变以弯曲应变为主，当它在另一个范围内变化时，管中应变轴向应变为主。     

穿越逆冲断层的埋地管道非线性反应分析

穿越逆冲断层的埋地管道在地震作用下,容易发生局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,研究逆冲断层作用下的埋地管道地震反应规律,对管道抗震设计及施工等具有重要的意义。本文将埋地管线及周围土体从半无限地球介质中取出,分别以空间薄壳单元和实体单元进行离散,采用非线性接触力学方法模拟管、土之间的滑移、分离及闭合现象;采用线性位移加载模拟断层的错动,考虑了系统初始应力状态的影响,对土体未开裂前的管土相互作用系统进行了拟静力数值分析;分析了位错量、土体刚度、埋设深度、径厚比及跨越角度对埋地管道反应的影响,得出了一些有益的结论。     

管道穿越断层最佳交叉角度研究

基于MIDAS结构分析软件,采用大变形壳有限元方法分析了大口径油气管道在断层位错作用下的应变响应.考虑管道与土体的非线性和管土耦合作用,系统分析了不同断层类型下不同交叉角度对管道应变的影响,得到了断层与管道的交角对管道应变响应的影响规律和变化曲线,并在此基础上,总结得到了不同覆盖土层厚度下管道穿越断层的最佳交叉角度.     

跨越断层地下管线震害因素分析

地下管线抗震安全性问题是生命线地震工程的重要研究内容,大量震害表明地下管线,特别是跨越断层的地下管线具有极大的脆弱性。分析跨断层地下管线的震害影响因素,制定有效的工程措施对于提高实际地下管线的抗震性能具有重要意义。本文回顾了地下管线遭受震害的历史背景,主要从断层参数、地震及场地参数以及管道参数三个角度分析了影响跨越断层地下管线震害的因素。在这些震害因素分析以及前人工作总结的基础上,从宏观角度和具体措施两个方面,提出了一些跨断层地下管道抗震的措施。     

地震断层作用下的埋地管道等效分析模型

地震作用下,活动断层附近的埋地管道易发生强度屈服、局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,建立准确、高效的埋地管道在断层作用下的计算模型,对管道的抗震设计和震后安全状态评估具有重要的实用价值。本文采用非线性弹簧模拟远离断层处埋地管道的反应,基于管土之间小变形段管道处于强化阶段,提出一种改进的管土等效分析模型,进一步减小了管土之间大变形段的分析长度,从而提高了有限元分析效率。该模型采用ALA推荐的方法计算管土间的滑动摩擦力,可以考虑土体种类的影响;用Kennedy方法确定管道的计算长度。通过与精确模型比较,验证了管土等效模型的合理性和有效性。     

跨越断层地下管道地震反应研究

本文采用圆柱壳单元模拟地下管道,用有限元模拟手段建立了管道-土相互作用分析模型,采用非线性接触问题分析方法分析了管道因断层运动而产生的反应,通过大量数值计算,对影响管道地震反应的各种因素进行了研究,如断层位错量、管道跨越角、断层运动方式、管道埋设深度、管道初始轴向力、断层裂缝宽度、管道径厚比等,得到了一些规律性的结论。     

白龙江流域隐伏活断层的电性特征研究及分类

白龙江流域构造位置特殊,新构造活动极为强烈,而针对本区隐伏活断层勘查的研究较少。高密度电法灵活高效、便于实施,非常适合地形复杂的白龙江流域,但在复杂地质环境下存在着严重的多解性问题。基于大量地球物理数据对该流域隐伏活断层的电性异常特征进行研究,并按照电性异常发生位置及特点将隐伏活断层的电性特征分为五类,可作为断层识别依据的有四类,主要表现为"高(低)阻背景、低(高)阻条带"的电性特征;电性异常难以识别的原因主要由"野外布设"与"地质背景"两类情况造成,每类中又包含多种影响因素。文章的研究成果显示,白龙江流域隐伏活断层的电性异常响应有迹可循,部分可以作为定性或定量描述隐伏活断层的依据,从而为高密度电法在本区隐伏活断层的勘查中提供重要的参考价值。     

考虑土结相互作用的逆断层作用下埋地管道性能离心机试验

埋地管道地震作用下的破坏因素源于地震引起的永久地面变形(PGD),其中管道-土体间相互作用决定土体位移作用到管体的大小。利用离心机试验技术模拟埋地管道在逆断层大位移下的反应特性,重点讨论断层与管道的交角、断层位移大小、管土相互作用、管径和埋深五个参数对管道破坏的影响水平。实验结果表明:上述参数对管道断层作用的反应均有明显影响,其中断层的位移量、管土相互作用、埋深和管径的影响更为显著。本文的研究结果对于管道经过断层区的抗震设计有十分重要的意义。     

Comprehensive Multi-Level Exploration of Buried Active Faults： an Example of the Yinchuan Buried Active Fault

The paper introduces the steps and methods of multi-approach,multi-level exploration of buried faults in thick Quaternary sediment regions by taking the test exploration of the Yinchuan active fault as example.Based on the comprehensive analyses of previous data,we choose the Xinqushao Village of Xingqing District of Yinchuan City as the test site for the comprehensive exploration.Firstly,we adopted shallow seismic investigation with group intervals of 10m,5m and 1m to gradually trace layer by layer the master fault of the Yinchuan buried fault from a deep depth to a shallow depth where drilling could be used.Then,with composite geological profile drilling,we determined the precise location and dip angle of the fault.The drilling show the buried depth of the upper offset point is 8.3m.Finally,large-scale trenching revealed that the actual buried depth of the upper offset point of the fault is 1.5m from the ground surface and there are paleoearthquake events of 5 stages.Combined with the preliminary result of corresponding sample age,we conclude the Yinchuan buried fault is a mid to late Holocene active fault.     

地下管网地震反应分析模型

建立了多点地震动激励作用下的地下管网地震反应拟静力分析模型。首先建立基于有限单元模型的地下管网系统刚度方程,接着给出考虑地震动空间相关性及场地条件等诸多因素的地震动场模拟思路及管网系统地震动施加策略,最后通过解析法验证了模型的正确性。采用本文方法对一＂十＂字形管网进行了地震反应分析,结果表明：①管线轴向应力沿着管线长度从管线端部向管线交叉点逐步增大,在管线交叉点处应力达到最大值;②与轴向应力相比,尽管管线的弯曲应力不是控制应力,但在管线端部及管线交叉点处弯曲应力值将会有较大突变。因此,对于地下管网而言,在受到地震作用时,不同布置方向的管线之间的相互影响是不容忽视的。     

反应位移法在埋地腐蚀管线抗震分析中的应用

埋地管线作为油、气、水等的传输载体,是地下工程的重要设施之一。埋地管线特别是金属管线容易发生腐蚀现象,在地震灾害的影响下,含有腐蚀缺陷的管线容易发生泄漏和断裂事故,造成巨大的资源浪费和环境污染等损失。因此埋地腐蚀管线抗震性能研究的重要性也越发凸显。本文以埋地腐蚀管线为研究对象,探索管线腐蚀深度、宽度、腐蚀位置和腐蚀管线埋深等腐蚀参数对管线抗震性能的影响,旨在为管线的安全性和实用性提供理论参考,对管线是否继续使用、维护或更换和安全生产提供指导,以及为管线的抗震设计提供基础研究。本文运用反应位移法在有限元软件ANSYS上实现各参数下的埋地腐蚀管线的地震响应分析。