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滑坡是造成山区长输油气管道破坏的主要地质灾害之一。为了合理有效地评估山区油气管道的滑坡灾害风险,保障山区长输油气管道的安全,本文提出了基于改进层次分析法(IAHP)和逼近理想解排序法(TOPSIS)的山区油气管道滑坡灾害风险评估模型和方法,建立了考虑滑坡与油气管道相互作用等评估指标,选取了中缅油气管道典型滑坡灾害点进行应用分析,结果表明该段油气管道的滑坡灾害风险值为0.355,属于中风险,与现场调查情况一致。该方法可用于山区油气管道地质灾害风险排查和安全管理工作。 相似文献
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滑坡是危害天然气管道安全的地质灾害之一,在研究滑坡对埋地天然气管的作用机理以来,各种分析方法和模型都有着不同的优点与缺陷,在调研、分析大量论文、研究报告的基础上,笔者以滑坡区埋地天然气管道为对象,总结了管土作用研究方法并进行了模型对比,并发现在现有的土体对埋地天然气管道的作用研究中主要考虑水平、轴向和竖向三个方向的作用,未考虑三者的相互影响。另外提出随着聚乙烯塑料管(PE管)在城市燃气输配管网中的广泛应用,未来对非线性管材在滑坡作用下的力学响应及全尺寸模型试验等方面还需进一步研究。 相似文献
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我国海洋能源开发已步入深远海域,面临的深海地质灾害问题也日益凸显,尤以海底滑坡最为典型,一旦发生将会形成链式灾害,严重危害水下基础设施的安全。本文聚焦“滑坡形成→运动演化→冲击设施”这一链式灾害过程,首先梳理了不同触发因素作用下海底滑坡的形成机制,进而论述了海底滑坡的运动过程及不同演化阶段的判识标准,分析了滑坡运动演化过程中环境水与土体的耦合作用机理,提出了适用于中小尺度运动演化过程的流固耦合分析方法,并探讨了当前海底滑坡运动演化过程试验模拟技术和原位监测手段的适用范畴与技术瓶颈;进一步地,针对滑坡冲击海底管缆等水下基础设施问题,评析了海底滑坡冲击效应的量化评估方法和研究手段。最后,指出当前海底滑坡链式灾害研究存在的不足和未来的发展方向,以期为海底滑坡地质灾害链的模拟、预测和预警等提供重要参考。 相似文献
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长输管道在运输天然气时不可避免地会穿越地质灾害频发区域,其中滑坡对于管道的威胁性最大,因此对滑坡作用下管道的安全进行评估十分重要。针对X80管道横穿滑坡可能遇到的安全问题,提出管道的极限滑坡位移定义,将其作为评价管道安全的外部指标。依据中贵线某滑坡工况,采用ABAQUS软件建立横穿滑坡下的管-土模型,对不同滑坡裂缝、滑坡宽度下的管道力学行为与极限滑坡位移变化情况进行数值模拟研究。结果表明：不同裂缝位置、滑坡宽度下,管道应力均随位移荷载增加而增大;滑坡裂缝位置距管道越远,管道承受的极限滑坡位移值越大,当裂缝位置为9 m时,管道所能承受的极限滑坡位移达4.03 m;文中工况下滑坡宽度35 m为管道应力变化分界点,此时管道所能承受的极限滑坡位移值最小。 相似文献
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在对某输气管道线上一个正在活动滑坡变形和管道应变系统监测的基础上,分析了滑坡活动特征及其对管道安全的影响。滑坡监测采用地表位移监测,从而判断滑坡边界、掌握滑坡滑动状态对管道的影响;管道监测采用弦式应变计测其应变,利用强度理论评判管道的安全性。利用监测数据分析管道的轴向稳定性。监测结果表明,在该滑坡区域范围内管道尚属安全,但滑坡仍处于滑动阶段,对管道安全存在隐患。 相似文献
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《岩土力学》2020,(1)
近年来,随着海洋能源开发步伐的加快,海底管线铺设的数量不断增加,在服役期内这些管线是否稳定直接影响着海洋油气开采、作业人员生命财产及海洋生态环境的安全。针对海底管线易遭受滑坡破坏的现状,提出一种具有双椭流线型截面的海底管线,基于计算流体动力学(CFD)方法,分析了新型管线在滑坡冲击作用下的减灾效果与降阻机理。研究表明,对于平铺和悬浮式铺设形式,双椭流线型管线可以延缓边界层的分离,降低卡门涡街对管线的振动影响,有效地降低了滑移体冲击管线产生的拖曳力和升力,最大可使拖曳力系数降低71.01%,升力系数降低32.14%;并提出双椭流线型管线拖曳力系数和升力系数的计算公式,为海底管线的减灾工程提供了新的思路。 相似文献
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《岩土力学》2021,(1)
近年来,随着海洋能源开发步伐的加快,海底管线铺设的数量不断增加,在服役期内这些管线是否稳定直接影响着海洋油气开采、作业人员生命财产及海洋生态环境的安全。针对海底管线易遭受滑坡破坏的现状,提出一种具有双椭流线型截面的海底管线,基于计算流体动力学(CFD)方法,分析了新型管线在滑坡冲击作用下的减灾效果与降阻机理。研究表明,对于平铺和悬浮式铺设形式,双椭流线型管线可以延缓边界层的分离,降低卡门涡街对管线的振动影响,有效地降低了滑移体冲击管线产生的拖曳力和升力,最大可使拖曳力系数降低71.01%,升力系数降低32.14%;并提出双椭流线型管线拖曳力系数和升力系数的计算公式,为海底管线的减灾工程提供了新的思路。 相似文献
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《地质科技情报》2016,(2)
长输油气管道极易受到多种地质灾害影响,容易造成管道暴露、悬空,甚至断裂,严重威胁管道的安全。由于管道的失效过程受多种不确定性因素影响,因此,研究地质灾害作用下悬空管道的失效风险对管道的安全可靠运行具有重要的现实意义。为此,以黄土湿陷灾害为例,采用弹性地基梁模型对黄土湿陷作用下的悬空管道进行了受力分析,并基于信息熵理论提出了应变能熵的概念,建立了管道失效概率评价模型,得到了管道失效概率与黄土湿陷深度之间的关系,同时探讨了黄土湿陷长度与管道内压的变化对管道失效概率的影响。结果表明:1管道应变能熵能够全面反映管道在外力作用下的安全状态并能够对管道的失效风险进行定量评价;2与黄土湿陷后管道悬空长度相比,管道内压的变化对失效概率的影响相对较小,降低黄土湿陷后管道的悬跨长度可以大幅度降低管道的失效概率。 相似文献
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以运营的油气长输管道工程为依托,在收集、整理、综合分析既有资料基础上,通过对大量滑坡案例进行分析,明确了滑坡地质灾害的主要诱发因素与稳定性控制指标,建立了滑坡危险性评价指标体系。应用专家系统研究方法,建立油气长输管道线路滑坡地质灾害危险性评价专家系统,并对具体工程进行了地质灾害危险性评估,结果符合实际,可为油气长输管道工程地质灾害减灾防灾提供技术支撑。 相似文献
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理解海底管道竖向贯入过程是科学评估管道安装期间初始埋深及服役期间安全性和稳定性分析的关键。通过土工离心机模型试验,结合离散元数值分析研究了真实应力水平下不同密实度砂土中海底管道竖向贯入阻力演化特征及细观机制。研究结果显示,对于中密砂,管道贯入阻力曲线主要表现为硬化特征;对于密砂,贯入阻力曲线整体上呈现周期性软化特征,且埋深越大,软化程度越大。离散元计算分析表明,造成该现象的原因是不同密实度砂土中管道贯入的土体流动及破坏机制不同,且贯入阻力的演化与剪切带的形成与发展密切相关。利用现行海底管道设计规范评估密砂中管道埋深时应充分考虑其贯入阻力随深度的演化特征,当管道埋深初步评估大于0.1D(D为管径)时,应结合计算结果上下限值合理预测管道埋深。 相似文献
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大陆边缘深水区海底滑坡及其不稳定性风险评估 总被引：6，自引：1，他引：5
海底滑坡是大陆坡一种常见的沉积作用过程。这种沉积作用包括滑塌和碎屑流等重力流作用过程,它能将沉积物运移数百公里,严重危害深水油气开发平台、油气管线、海底电缆等设施;同时,还可能导致巨大破坏性的海啸。虽然导致海底滑坡的因素很多,但近年来发现海底滑坡的触发机制可能与地震作用和海底天然气水合物的分解关系密切。随着深水油田的开发和深海工程的日益增多,这种地质作用越来越引起学术界和工业界的重视。在介绍大陆边缘深水区海底滑坡的构成、识别和触发机制的基础上,提出海底滑坡的地质风险评估方法。 相似文献
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埋地管道在交通荷载等作用下会发生破坏，对区域内的经济和生活造成较大的影响。近年来废弃橡胶轮胎颗粒与土混合成轻质土逐渐被用于路基填料等领域。设计完成了冲击动载下橡胶?粉土轻质混合土中管道动力响应特性的模型试验，采用等体积置换法在地基土中掺入0%、10%、20%、30%的废轮胎颗粒，通过路基的表层沉降以及埋地管道的变形特性来研究轻质混合土作为路基填料的减振性能。试验结果表明，加入橡胶颗粒能有效减小路基表层沉降，当橡胶含量10%时，路基沉降减小最明显；埋地管道在冲击动载的作用下表现出“压扁”的形态特征，加入橡胶颗粒能明显减小埋地管道的应变及弯矩响应，当橡胶含量为20%和30%时，管道的应变和弯矩减小更为明显。 相似文献
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海底滑坡及其触发的海啸是海洋地质灾害的重要组成部分。随着海洋工程设施及沿海地区人口及经济的快速增长,海洋地质灾害研究和评估变得越来越重要和紧迫。根据高精度地球物理资料(地震和多波束),在南海北部主要含油气盆地(珠江口盆地和琼东南盆地)中发现大量的海底滑坡。这些海底滑坡形成于上新世至第四纪,它们多以杂乱或空白的地震反射为特征,部分海底滑坡含有大量滑塌块体;这些海底滑坡的规模从数平方千米至上万平方千米不等。本文梳理了南海北部海底滑坡的特征;并对包括西沙隆起在内的海底滑坡所造成的直接灾害和次生灾害(海啸)进行初步评估;最后,指出了南海北部未来海底滑坡研究中需要解决并有望取得突破的主要科学(海底滑坡的成因机制)和实践(潜在海底滑坡及其触发海啸可能性)问题。 相似文献
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库水和降雨直接导致水库滑坡地下水变动,是诱发滑坡的主要因素。已有研究大多是基于监测数据探讨库水与降雨对滑坡变形的影响,未能揭示水库滑坡地下水响应规律,地下水浸润线计算模型没有同时考虑降雨和库水的影响,且模型边界条件与水库滑坡实际情况差别较大。为了揭示大型水库滑坡地下水动态响应规律,需要构建更接近实际情况的地下水位浸润线计算模型。通过三峡水库石榴树包滑坡地下水动态监测,揭示了库水水位变化和降雨条件下滑坡地下水水位动态响应规律,其地下水渗流场近似层流,滑坡前缘和中部的地下水水位与库水位几乎同步,滑坡后部的地下水水位主要受降雨影响,日降雨30 mm会引发地下水水位明显变动。在周期性库水位变化和随机降雨耦合条件下,建立了滑坡地下水非稳定渗流微分方程,解算出水库滑坡地下水位浸润线计算模型,并采用实际监测结果进行了验证。应用计算模型分析了不同工况条件下的滑坡渗流场,并得出滑坡内距前缘水平距离145 m内,库水对地下水有影响;引发地下水变动的降雨和库水位变化阈值分别为0.03,0.1 m/d,且不同的条件组合下降雨和库水位对地下水水位影响存在一定差异。 相似文献
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小尺度的水槽实验和数值模型被广泛应用于真实尺度条件下海底碎屑流对海底管道冲击力的研究,但模型与某一特定原型之间的相似性一直未能得到保证,从而严重影响模型结果的适用性。为此,本文采用幂律本构关系(Power-law)描述海底碎屑流的流变特性,并基于雷诺相似准则,推导出海底碎屑流冲击海底管道时模型与原型之间各物理参数的比尺关系。根据该比尺关系,本文对现有水槽实验中模型与某一特定原型之间的相似性进行了分析,发现该水槽实验与预期的原型工况并不相似,继而推算出与该水槽实验相似的原型工况,并设计出与预期的原型工况相似的模型工况。此外,本文还对基于幂律本构关系和雷诺相似准则推导得到的比尺关系的适用性进行了讨论,认为该比尺关系适用于常重力环境下(1g)海底碎屑流冲击海底管道的小尺度水槽实验和数值模型,但不适用于超重力环境下(Ng)的土工离心机实验,也不适用于海底碎屑流的低剪切应变率工况。本文的研究结果将为保证常重力环境下(1g)海底碎屑流冲击海底管道时模型与某一特定原型之间的相似性提供理论依据。 相似文献
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显石寨村滑坡威胁着花巴输气管线的正常运营,且坡体上堆载、工程建设活动影响强烈。为研究滑坡稳定性及其作用下管道的易损性,本文从滑坡地质背景、变形特征及形成机制入手,通过定性分析和定量评价计算,确定了滑坡的稳定性及控制因素。在此基础上,对管道的易损性做出了定量评价,并提出了相应的处理措施建议。 相似文献
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地层塌陷和沉降引发的埋地管道事故频发,亟需开展不同沉降作用下力学响应试验研究。针对地层塌陷和沉降作用下油气埋地管道的管周应变、土压力和土体变形开展了系统研究。研究发现：地层塌陷和沉降过程中,受管顶土拱效应影响,管道应变及土压力随塌陷区扩展先增大后减小,随沉降区扩展而增大,塌陷和沉降区内,管道沿轴向呈两端凸起、中间下凹的“马鞍形”;管道变形受沉降影响更为显著,当塌陷和沉降量均为50 mm时,与地层塌陷相比,管道在沉降过程中顶部、底部和中部的最大应变值分别增加了18.8%、249%和273%;对比管周土压力增大和减小区域的面积之比λ可知,地层沉降较塌陷λ提高了78%,因此,管道在地层沉降过程中承受更大的作用力。基于修正Marston土压力计算模型,提出了地层沉降过程中管顶竖向土压力计算方法,并采用模型试验结果验证了该方法的准确性。 相似文献
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《物探化探计算技术》2017,(1)
利用交错网格有限差分技术实现了频率域海洋可控源电磁三维正演算法,并探讨了海底地形对海洋可控源电磁响应的影响和校正方法及效果。通过与海底二维山峰地形的二维自适应有限元解对比,验证了文中算法的正确性和模拟海底起伏地形的可行性,并分析了海底二维山峰地形对三维油气储层电场响应的影响。关于海底起伏地形对海洋可控源电场响应的影响,采用比较法对其进行了地形校正,结果表明,在深水区比较法可以很好地消除地形影响,恢复海底高阻油气储层的电场响应。 相似文献