埋地管道通过逆断层有限元分析.pdf

石　 油　 机　 械 　 　 　 　 　 　 　 　 — １１２ — ＣＨＩＮＡ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ２０１５年　 第４３卷　 第１０期 ◀管道工程▶ 埋地管道通过逆断层的有限元分析 １ ２ ２ 慕　 园　 余志峰　 刘玉卿 （１ 上海弘园石化工程有限公司　 ２ 中国石油天然气管道工程有限公司） 　 　 摘要： 埋地管道通过的逆断层是油气输送管道抗震设计中最困难的地段， 这是因为在逆断层 位移作用下管道压缩分量大， 容易产生屈曲失效。 鉴于此， 以某逆断层作用下埋地管道为例， 利用 有限元软件ＡＢＡＱＵＳ进行了管土作用分析， 并采用基于应变的准则进行管道校核。 对于范围大、 布 置复杂的地段采用管单元， 土壤采用弹簧单元来模拟， 可以满足工程使用的精度要求。 计算结果表 明， 该埋管发生了压缩塑性变形， 但仍然处于安全状态。 研究内容可为埋地管道设计提供参考。 关键词： 逆断层； 埋地管道； 管土相互作用； 有限元； 应变设计准则 － 中图分类号： ＴＥ８３２　 文献标识码： Ａ　 ｄｏｉ： １０１６０８２／ ｊｃｎｋｉｉｓｓｎ１００１ ４５７８２０１５１００２６ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｕｒｉｅｄ Ｇａｓ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｉｎ Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｆａｕｌｔ １ ２ ２ Ｍｕ Ｙｕａｎ 　 Ｙｕ Ｚｈｉｆｅｎｇ 　 Ｌｉｕ Ｙｕｑｉｎｇ （１ＳｈａｎｇｈａｉＨｏｎｇｙｕａｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ ， Ｌｔｄ ； ２Ｃｈｉｎａ ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＰｉｐｅｌｉｎｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂｕｒｉｅｄ ｐｉｐｅｌｉｎｅｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｒｅｖｅｒｓｅｆａｕｌｔｉｓｔｈｅｍｏｓｔｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｓｅｃｔｉｏｎｆｏｒ ｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎＤｕｅ ｔｏｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅｖｅｒｓｅｆａｕｌｔ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ， ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｅｄｌａｒｇｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｉｓｐｒｏｎｅｔｏｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｒ ｂｅｎｄｉｎｇＧｉｖｅｎ ａ ｂｕｒｉｅｄ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｉｎ ａ ｒｅｖｅｒｓｅ ｆａｕｌｔ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ｐｉｐｅ ｓｏｉｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｈａｓｂｅｅｎｃｏｎｄｕｃｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅＡＢＡＱＵＳＴｈｅｎ， ｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｈｅｃｋｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａ ｓｔｒａｉｎ ｂａｓｅｄ ｃｒｉｔｅｒｉａＦｏｒ ｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｌａｙｏｕｔ ａｒｅａ， ｐｉｐｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｓｐｒｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｃｏｕｌｄ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎ⁃ ｃｙＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔｔｈｅｂｕｒｉｅｄｐｉｐｅｈａｓａｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ｂｕｔ ｓｔｉｌｌｉｎａｓａｆｅｓｔａｔｅＴｈｅ ｓｔｕｄｙ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｄｅｓｉｇ