埋地管道在地震波作用下抗震研究.pdf

2010年第 38卷第 11期 流 体 机 械 21 文章编号：1005—0329(2010)11—0021—04 埋地管道在地震波作用下的抗震研究 颜鹏飞 ，丁晓刚 ，张春燕 ，白慧渊 (1．中国石化安全工程研究院，山东青岛 266071；2．江西省天然气有限公司，江西南昌 330046) 摘 要： 埋地管道在土体中，四周被土体包围。地震时 ，由于管道与沙土等介质的相互作用而引起管道运动 ，在管道中 产生地震应力。本文针对地震波作用下埋地管道的运动特点 ，建立土壤和埋地管道的相互作用模型。应用ANSYS有限 元软件对埋地管道进行模拟试验 ，得 出在地震作用下，埋地管道 的位移随地震波的响应情况 。同时，提 出了埋地管道 的 简化力学法 ，为今后的研究提供帮助。 关键词： 埋地管道；地震波 ；动力响应 中图分类号： TU352．11 文献标识码 ： A doi：10．3969／j．ssn．1005—0329．2010．11．006 AseismicResearch ofBuriedPipelinesundertheSeismicW ave YAN Peng—fei，DING Xiao—gang ，ZHANG Chun—Yah。BAIHui—yuan ， (1．SINOPECSafetyEngineeringInstitute，Qindao266071，China； 2．JiangxiProvincialNaturalGasCo．，Ltd．，Nanchang330046，China) Abstract： Buriedpipelinesaresurroundedbysoil．Theseismicstressinpipelinesiscausedbytheinteractionbetweenpipe— linesandsoilwhileea~hquake．Forthecharacteristicsofthemovementoftheburiedpipeline，thetextestablishtheinteraction modelofburiedpipeline．Futhermore，applicationofANSYSfiniteelementsoftwareforburiedpipelinesimulationexperiments， weobtainthedynamicresponsesituationofburiedpipelinesundertheseismicwaves．Meanwhile，themechanicalmethodofbur— iedpipelinewasproposedtohelpothers． Keywords： buriedpipeline；seismicwave；seismicresponse 管道运输是能源输送的主要手段。管道在现 实用的简化方法，是把平稳随机函数的加速度 ，再 代化的工业生产和人们生活中占有相当重要的位 乘以表示非平稳性的确定函数加以修正，作为非 置 ，其在输送水、油、气、煤以及通信、供 电、交通、 平稳过程模型化的方法。 运输和排水等方面得到了广泛的应用，成为现代 地震动加速度可以表示为_3J： 工业和城镇生活 的大动脉，因而被称为生命工 A (t)=g(t)越 (t) (1) 程 。历史震害表明，地下管道在地震 中极 易遭 式中 g(t)——表示非平稳性的时间包络函数 受破坏，造成系统故障和中断，并有可能产生各种 越(t)——平稳过程 次生灾害(如爆炸、火灾)，致使城市和工矿企业 由下式表示 ： 处于瘫痪状