大位移作用下埋地管道性能分析及隔震設(shè)計(jì).pdf

1、作為生命線系統(tǒng)的重要組成部分，埋地管道系統(tǒng)是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)賴以生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，埋地管道系統(tǒng)主要應(yīng)用于給排水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、輸油系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)等。歷史經(jīng)驗(yàn)表明，地震是埋地管道系統(tǒng)安全的最大威脅。埋地管道在地震中一旦遭受破壞，會(huì)帶來巨大國民經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡和震區(qū)能源、物資供應(yīng)困難，給地震應(yīng)急及震后恢復(fù)工作帶來巨大影響。地震中，巖土體的大位移是管道系統(tǒng)破壞的最重要因素，本文以地震引起的地面大位移作用下的埋地管道的性態(tài)特征和管道隔震措施為研

2、究對象，分析管道地震反應(yīng)行為及破壞過程，探討管道隔震技術(shù)設(shè)計(jì)方法，為地面大位移下埋地管道的抗震設(shè)計(jì)、鑒定、加固、改造以及地震應(yīng)急等工作提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。
　　本文首先總結(jié)了國內(nèi)外有關(guān)埋地管道抗震分析的理論和方法，收集并整理相關(guān)資料，定性分析在地面大位移下造成管道破壞的原因。其次，采用ABAQUS有限元軟件建立了埋地管道三維地震反應(yīng)的分析模型，考慮了管、土的材料非線性、幾何非線性性質(zhì)以及土體與管道的相互作用非線性；將管道模型化

3、為四結(jié)點(diǎn)薄殼單元結(jié)構(gòu)，土體采用三維實(shí)體模型，利用非線性接觸分析方法分析了管道在斷層大位移作用下的反應(yīng)，尋找管道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，研究埋地管道的地震破壞行為和機(jī)理，定量分析各因素對管道地震安全性的影響程度，最終得出結(jié)論：斷層大位移作用下，埋地管道存在明顯非線性效應(yīng)，管道在跨越斷層處應(yīng)盡量淺埋并且選擇管徑與壁厚合理的管道。斷層錯(cuò)動(dòng)距離越大，即斷層的活動(dòng)性越強(qiáng)，管道的變形越大，破壞越嚴(yán)重等。然后，建立了液化地面大位移對埋地管道作用的有限元模型，

4、把地面位移值施加給埋地管道周圍的土體，模擬地面大位移對埋地管道的作用，分析了埋地管道在此作用下的內(nèi)力和變形變化規(guī)律。并對影響埋地管道抵御液化引起的地面大位移因素（土體的彈性模量、管道的剛度、管道走向以及地面位移值）進(jìn)行了定量的研究，所得的結(jié)果對今后液化區(qū)鋪設(shè)地下管道抗震設(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)。最后，對地震作用下的埋地管道進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)，采用鉛芯橡膠隔震支座，并對其減震效果進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出了隔震裝置具有很好的隔震效果。研究的成果可為埋地管道