Permanent earthquake‐induced actions in buried pipelines: Numerical modeling and experimental verification     

《地震工程与结构动力学》2018,47(4):966-987

Buried pipelines are often constructed in seismic and other geohazard areas, where severe ground deformations may induce severe strains in the pipeline. Calculation of those strains is essential for assessing pipeline integrity, and therefore, the development of efficient models accounting for soil‐pipe interaction is required. The present paper is aiming at developing efficient tools for calculating ground‐induced deformation on buried pipelines, often triggered by earthquake action, in the form of fault rupture, liquefaction‐induced lateral spreading, soil subsidence, or landslide. Soil‐pipe interaction is investigated by using advanced numerical tools, which employ solid elements for the soil, shell elements for the pipe, and account for soil‐pipe interaction, supported by large‐scale experiments. Soil‐pipe interaction in axial and transverse directions is evaluated first, using results from special‐purpose experiments and finite element simulations. The comparison between experimental and numerical results offers valuable information on key material parameters, necessary for accurate simulation of soil‐pipe interaction. Furthermore, reference is made to relevant provisions of design recommendations. Using the finite element models, calibrated from these experiments, pipeline performance at seismic‐fault crossings is analyzed, emphasizing on soil‐pipe interaction effects in the axial direction. The second part refers to full‐scale experiments, performed on a unique testing device. These experiments are modeled with the finite element tools to verify their efficiency in simulating soil‐pipe response under landslide or strike‐slip fault movement. The large‐scale experimental results compare very well with the numerical predictions, verifying the capability of the finite element models for accurate prediction of pipeline response under permanent earthquake‐induced ground deformations.  相似文献   

椭圆度-凹坑双缺陷海底管道局部屈曲特性研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

薛陆丰  余杨  余建星  徐立新  高静坤  刘浩 《海洋工程》2018,36(2):92-99

海底管道在制造、埋设以及使用过程中极易产生椭圆度-凹坑双缺陷,双缺陷影响管道局部屈曲,对含椭圆度-凹坑双缺陷海底管道的局部屈曲特性研究十分必要。现行规范中采用等效椭圆度对含椭圆度-凹坑海底管道进行评估,该方法无法准确评估不同缺陷形式的屈曲特性。采用形状系数对含椭圆度-凹坑双缺陷的海底管道进行评估,运用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,并进行试验验证。在此基础上对含有不同凹坑深度、不同椭圆度的海底管道进行局部屈曲的数值模拟,计算不同形状椭圆度、含有不同凹坑深度海底管道的形状系数,对其进行敏感性分析。计算结果表明:形状系数对海底管道椭圆度、凹坑深度、径厚比敏感性较强;对凹坑宽度敏感性较弱。  相似文献   

轴压作用下双金属复合管组合作用与承载力分析     

朱振兴  杨璐  王法承  方成 《海洋工程》2019,37(4):98-106

为探究轴压作用下双金属复合海底管道的组合作用与承载性能,对双金属复合海底管道进行了试验研究和理论分析。开展了不锈钢衬管材料性能试验,对比了国际主流不锈钢本构关系模型和试验结果。利用ABAQUS建立了精细化的双金属复合管道轴压试验有限元模型,系统研究了关键参数如复合工艺产生的环向复合应力、钢管初始缺陷幅值等对双金属复合管在轴压作用下力学性能的影响规律。通过对比已有轴压双金属复合管道试验结果,验证有限元模型。基于验证的有限元模型,对轴压作用下双金属复合管道的组合作用以及径厚比和材料强度对承载力的影响进行了分析。结果表明双金属复合管道的轴压极限承载力主要取决于基管的截面屈服荷载,并随着管径和材料强度的提高而增大。并依据分析结果对双金属复合海底管道的设计提出建议。  相似文献   

激光跟踪仪在核电站主管道安装中的应用     

郭建兵 《北京测绘》2020,(1):123-125

目前,核电站的主管道焊接越来越多的采用了自动焊技术,这有利于提高焊接质量效率,还可以压缩建设成本。然而,主管道自动焊对焊缝的限差较现有工艺要求更高,高精度的测量是实现主管道自动焊的必要条件之一。本文针对主管道自动焊管口组队高精度的技术要求,提出采用激光跟踪仪对主管道自动焊相关的设备进行更为精密的三维工业测量,通过理论技术评定测量精度,然后选择测量仪器和编制具体的测量方案,最终保证了主管道自动焊精确组对的实现。  相似文献   

Analysis of Safe Span Length and Fatigue Life of Submarine Pipelines     

HE Zhang-feng  WEI Yuan  LIU Shu-lin 《中国海洋工程》2020,(1):119-130

Owing to the complex environmental conditions, suspension could induce complicated forces on submarine pipelines and even cause vortex-induced vibration, resulting in fatigue damage of pipelines. Through aiming at the 28-inch submarine pipeline in the East China Sea, the pipeline was segmented according to the similarity, considering the factors of pipe assembly, typhoon, current, wave and seabed topography. The effects of span length on natural frequency in each section of submarine pipeline were analyzed by finite element model. The maximum safe span length allowed by each pipeline section was verified by fatigue cumulative damage theory, and the fatigue life of each pipeline section were predicted. The results showed that each order natural frequency of the pipeline decreased with the increase of span length. The calculated results of empirical formulas were much smaller than those of the FEM analysis. The increase of the gap between the suspended pipeline and the seabed was beneficial to enhance the fatigue life of the suspended pipeline.  相似文献   

后挖沟深度对深海海底管道屈曲影响数值分析     

李修波  刘可安  王华昆  王鸿飞 《海洋工程》2020,38(3):152-160

鉴于海底管道的服役水深越来越深,主要采用犁式挖沟机对预铺设于海床之上的海底管道采取后挖沟的方式将海底管道埋设于海床之下,以保护其免受不必要的损伤。针对后挖沟深度H是海底挖沟机的重要设计参数,也是影响管道悬跨的重要因素的问题,对SMD(UK)犁式挖沟机展开参数优化,确保作业过程中悬跨段管道在外部静水压力作用下,海底管道不会发生屈曲破坏。采用ABAQUS软件,分别建立了作业前和作业中两种工况下的悬跨模型,分析机械手对接触部分管道的损伤,结果显示,作业中的机械手对悬跨管道的损伤更大;同时,建立了作业中不同管径下,后挖沟深度对管道损伤的安全裕量关系曲线。进一步,结合作业中不同挖沟深度下的管跨段屈曲数值模型,对处于外部静水压力作用下的悬跨管的屈曲失效展开分析,结果显示,随着后挖沟深度的加大,不同管径下的悬跨段管道局部出现塑性压溃的临界压力值不断降低;管道外径的增大,降低了同一后挖沟深度下发生屈曲失效的压力值。最后,在后挖沟深度与外部静水压力组成的区域内,建立屈曲失效临界关系曲线,并划分出工作区和压溃区,为深海管道后挖沟埋管的施工提供工程参考。  相似文献   

宽频带流动地震台站中地震计浅井式安装研究     

刘政一  袁松湧  许卫卫  徐天龙 《地震地磁观测与研究》2019,40(4):130-137

在井下地震观测中，各种地表背景噪声具有显著衰减作用，针对中国地震科学台阵现有大量非专用浅井式设计的Guralp CMG系列地震计，以及目前多个新获批项目在高背景噪声区域的观测需求，设计一种野外实用浅井观测方式，在北京国家地球观象台进行不同深度、不同井壁材质的观测对比实验，分析研究观测数据的背景噪声功率谱密度，结果表明，随着浅井深度的增加，地震背景噪声在垂直、水平向得到改善，改善程度随频率变化有所不同。分析认为，在华北现有地质环境下，6 m浅井是较为经济的观测方式，性价比高、占地小、施工简便，可用于后续多个项目的宽频带流动地震台阵观测。  相似文献   

深水海底管道铺设安全辅助系统     

高爽  王法承  汤珂  李斌  李杨 《海洋工程》2018,36(2):127-134

此次研发的铺管安全辅助系统是一套自动化、简易化、旨在提高安装经济性和安全性的实时运行安全辅助系统,通过实时数据采集及处理,达到对安装期海管强度进行实时监测目的。系统组成包括设备系统和监测软件两部分。设备为系统提供辅助决策数据源;监测软件采用C++语言编写,用于数据接收、解析,并通过OrcaFlex API调用商业有限元软件OrcaFlex为分析内核进行实时分析计算,以可视化界面输出管道应力、应变、触地点等信息,给予船上作业人员安全指导,及时作出决策。  相似文献   

长条状粗颗粒在垂直管路中最小输送速度试验研究     

符瑜  肖红  夏建新 《海洋工程》2019,37(4):63-69

随着陆地金属资源的日益枯竭,深海矿产资源已经成为各国的重要战略目标。在深海采矿过程中,海底锰结核的形状除了圆球状,还有长条状等,颗粒形状对固液两相流管道输送特性具有很大影响。基于固液两相流垂直管道提升输送试验系统,探究不同工况下长条状颗粒在垂直上升流中最小输送速度的变化规律及特性,并得到了长条状群体颗粒最小输送速度计算公式。结果表明:长条状颗粒在垂直管道中上升过程中,颗粒中心轴与输送方向趋向于垂直,使颗粒在管道截面的投影面积最大化;长条状单颗粒的最小输送速度随着颗粒长径比增大而减小;在不同长径比工况下,随着管段颗粒平均浓度减小,长条状群体颗粒的最小输送速度均增大,且随着长径比增大,群最小输送速度减小。  相似文献   

综合管线管理信息系统的设计与开发     

刘彩玲  王崇倡 《测绘与空间地理信息》2020,(1):153-155,159

设计与开发的城市综合管线管理信息系统采用C#为开发语言,Visual Studio为开发工具,是以ArcEngine组件为基础开发的地下管线管理信息系统。本系统设计主要的研究内容为:对地下管线管理系统进行需求分析,地下管线系统的总体设计,包括系统的数据库设计和功能设计,编程实现了管线系统的用户管理子功能以及管线浏览、管线查询、管线编辑、管线分析的爆管分析等功能。基本满足城市地下综合管线统一管理的要求,对于提高城市地下管线信息的利用以及保障管线正常稳定运行都具有重要意义。  相似文献