基于应变准则的采空暗悬管道的安全性评价 - 油气储运.PDF

2016 年11 月　第35 卷第11 期 完整性与可靠性 1000-8241 2016 11-1159-05 文章编号： （ ） 基于应变准则的采空暗悬管道的安全性评价 1 1,2 夏梦莹 　张宏 1. 中国石油大学（北京）机械与储运工程学院；2. 中国石油大学（北京）克拉玛依校区 摘要：管道穿越采空区时可能形成暗悬，长距离的暗悬会使管道产生较大的应力应变，严重时会造 成管道拉断失效。基于非线性有限元法，建立了三维暗悬管道力学计算数值模型，采用基于应变的 设计准则对采空暗悬管道进行安全性评价。模型考虑了管材、管土相互作用及几何大变形多重非线 性因素，采用非线性土弹簧单元模拟管土作用，采用壳单元描述管道变形。分析了暗悬管道在不同 工况下的应力应变响应，对比了采用基于应力与基于应变失效准则判断暗悬管道极限状态的差异。 分析结果表明：基于应力的准则偏于保守；基于应变的准则能够更多地利用管材的塑性性能。研究 成果可为管道的完整性管理与安全评价提供理论参考。（图6，表1，参11） 关键词：暗悬管道；采空沉陷；非线性有限元；土弹簧模型；基于应变准则 11 004 中图分类号：TE973.1 　　　　文献标识码：A　　　　 doi ： 10.6047/j.issn.1000-8241.2016. . Safety evaluation of the hidden suspended pipeline based on strain criteria 1 1,2 XIA Mengying , ZHANG Hong 1. College of Mechanical and Transportation Engineering, China University of Petroleum (Beijing); 2. Karamay Campus, China University of Petroleum (Beijing) Abstract: When a pipeline runs through a goaf, the pipeline may be faced with the problem of hidden suspension. And if the hidden suspension is long, the pipeline will undergo big stress and strain, and even failure of serious rupture. Based on non- linear finite element method, a 3D numerical model was built up to perform mechanical calculation on hidden suspended pipelines. Then, the safety of hidden suspended pipelines was evaluated according to the