场地土液化引起的地下管道上浮反应研究

本文利用虚功原理,建立了场地土液化引起的地下管道的上浮反应分析模型,用弹性地基梁来模拟地下管道,并考虑了土的非线性约束作用、管道的初始变形、液化区长度、管道的初始轴力等的影响。采用非线性增量有限元法,对场地土液化引起的地下管道的上浮反应进行了研究,给出了部分计算结果。     

液化土中输流管道的竖向地震响应研究

砂土液化是埋地管道遭受地震破坏的主要原因之一。液化土对管道产生上浮力,使管道发生上浮反应,它是随地震发生时间而变化的动态过程。将地震载荷作用下的液化区埋土管道模拟成两端弹性支承的直梁模型,考虑管-土间的相互作用和管内流体与管道之间的流固耦合作用,采用模态叠加法对液化区埋地管道进行地震响应的动态分析,探讨了管道和液化土参数对管道动态上浮反应的影响。通过数值仿真得到了管内流体的流速、流体压力、流体密度、管截面轴向力,管道黏弹系数、液化土容重和相对弹簧系数、地震加速度幅值等因素对管道上浮位移的影响情况。     

液化场地下埋地管道上浮反应影响因素分析

液化场地下埋地管道上浮反应是管道破坏的主要原因,避免因上浮造成的管道破坏,是城市地下生命线工程建设中急需解决的问题。利用ADINA有限元分析软件,建立了液化场地下埋地管道上浮反应的管土接触-土弹簧分析模型。考虑了非液化区的管土接触作用和液化土的非线性约束作用,对埋地管道的上浮位移及轴向应力进行了分析,探讨了管道自身以及液化土的一些参数对埋地管道上浮反应的影响。结果表明:管径、液化土密度,液化区长度越大,埋深、壁厚越小,管道的变形越大,破坏越严重,并给出了几点工程建议。     

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。     

液化土中管道上浮反应的影响因素研究

本文在以前研究的基础上,对场地土液化引起的地下管道上浮的影响因素进行了较为全面的研究,包括液化土的弹簧刚度、管道的初始变形、液化区长度、管道的初始轴力、管道材料、管道半径等的影响.得到了一些有益的结论.     

不均匀场地土液化引起的地下管道上浮反应研究

本文采用非线性增量有限元迭代法,对不均匀场地土液化引起的地下管道的上浮反应进行了研究,考虑了液化土3种不均匀的情况,给出了一些计算结果。     

地下管道的震害特征与研究概述

回顾了几次大地震中地大管道(主要指输油(气)、输水管道)的震害现象，分析了地震对地下管道破坏的主要影响因素，归纳了从大地震中得到的认识与启示。介绍了地下管道震害方面的相关研究情况，重点提出地面大位移时地下管线的两类屈曲变形、断层运动对管道屈曲变形的影响、砂土液化对管道的上浮作用等研究难点。针对地下管道的震害特征，介绍并评述了地下管道的主要抗震对策与措施。     

砂土液化引起大位移对地下管道影响的非线性分析

地下管线是生命线工程的主要部分,已经成为现代工农业生产和城镇生活的大动脉。已有震害调查表明,饱和砂土液化引起的地基大变形(侧向变形和沉降)是导致强震区生命线工程震害的主要原因。采用三维非线性有限差分分析方法来研究砂土液化引起的大位移对地下管道的破坏特征,分析砂土液化的斜坡变形特征、孔隙水的演化过程。结果表明,砂土液化引起的大位移对地下管道有破坏作用,导致管道变形规律与其斜坡的位移规律相同,地下管线的变形随着振动频率和幅值的增加其非线性增大。     

粉粒含量对粉土场地液化后变形影响的试验研究

利用全自动多功能三轴仪进行了粉土场地的液化后变形试验,探讨了粉粒含量对液化后应力应变关系的影响.试验时施加动加载使试样达到设定的液化程度,然后立即施加单调荷载,以模拟地震现场发生强震时初始液化到液化后变形的整个过程.研究发现,不同粉粒含量粉土场地发生液化后变形得到的液化后应力应变关系可采用推导的同一理论关系式表示,其系数的差异表明了粉粒含量对粉土液化后变形的影响.验证结果表明该关系式能较好地模拟粉粒含量对粉土场地液化后应力-应变的影响,为同一地区或相似地区粉粒含量变化的粉土场地液化评估提供依据.     

跨断层隔震管道分析

埋地管道在断层错动作用下的内力分析及其抗震措施一直是生命线工程的一个重要问题与研究热点。对地下管道在断层错位下的响应计算,取得的成果较多,比较经典的有Newmark-Hall方法和Kennedy方法。后来又出现基于壳模型的简化方法,如高田至郎提出的简化计算方法等。相对来讲,关于管道抗震措施的研究成果较少。本文提出一种抗震措施,进行了基于壳模型的有限元动力数值模拟,并与4种松到中密场地土条件下的埋地管道断层错位响应进行对比分析。计算结果表明,本方法中三种长度管道的最大轴向拉应变远小于埋地管道的最大轴向拉应变,而且最大轴向压应变亦不大。     

液化场地地下管线地震反应研究述评

本文简要介绍了地下管线的震害特征和主要影响因素。对国内外在液化场地地下管线方面的研究现状从试验研究和理论分析2个方面进行了论述并探讨了液化场地地下管线反应需进一步研究的一些问题。     

Uplift response of buried pipelines in saturated sand deposit under earthquake loading

Pipelines buried in saturated sand deposits, during earthquake loading could damage from resulting uplift due to excess pore water pressure generation. Several studies have been made to better understand the uplift mechanism and evaluate the effectiveness of mitigating techniques through experiment, but little numerical works have been done to assess the influence of soil properties and field conditions in pipeline floatation. Especially for previously buried pipelines, in order to set the priority for seismic retrofit, evaluating the risk of floatation in each region could be a concern. In this paper, effects of several parameters including dilatancy angle and density ratio of natural soil, diameter and burial depth of pipe, underground water table and thickness of the saturated soil layer on uplift of pipe have been investigated. Results show the prominent role of burial depth in pipe response and that there exits an optimum level for drop of water table to reduce floatation.     

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。     

Response analysis of buried pipelines crossing fault due to overlying soil rupture

A 3-D soil-pipe nonlinear finite element model with contact element is suggested and the influences of the rupture mode, thickness and rigidity of overlying soil on the response of buried pipeline are analyzed. The numerical results show that the soil rupture mode determines the location of the large deformation or failure of the pipeline, and the plastic deformation of the pipeline occurs at the zone where the plastic deformation or rupture of the overlying soil appears. When the fault dip angle on bedrock...     

Dynamic response of a porous seabed around pipeline under three-dimensional wave loading

The evaluation of the wave-induced pore pressure around a buried pipeline is particularly important for pipeline engineers involved in the design of offshore pipelines. Most previous investigations of the wave-induced dynamic response around an offshore pipeline have limited to two-dimensional cases. In this paper, a three-dimensional model including buried pipeline is established, based on the existing DYNE3WAC models. Based on the proposed numerical model and poro-elastic soil material assumption, the effects of wave and soil characteristics, such as wave period, water depth, shear modulus and permeability, and configuration of pipelines, such as pipeline radius and pipeline buried depth, on the wave-induced excess pore pressure will be examined. Numerical results indicated that the normalized excess pore pressures versus z/h near the pipeline increase as the obliquity angle, wave period and water depth increase, and they decrease as the burial depth and radius of pipeline increase above the pipeline. Soil permeability has obvious influence on the wave-induced normalized excess pore pressure, and different soil material will result in distinct computation results.