埋地管道極限懸空長度研究.pdf

1、長輸管道沿線地質(zhì)地貌錯綜復(fù)雜，自然條件惡劣，容易受外界載荷（如地質(zhì)滑坡、坍塌、疏松土體沉降、濕陷性黃土、地震、水毀等）影響導(dǎo)致大跨度懸空，給管道的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重隱患。因此，對懸空管道的研究十分有必要。本文首先利于土體的基本性質(zhì)和本構(gòu)方程，分析了埋地管道意外懸空時，可能存在的載荷情況;基于Winkler假設(shè)的彈性地基梁理論建立了管道兩端埋地段管土作用的懸空管道模型，分析了懸空管道跨中截面和管道內(nèi)出土端的彎矩和撓度。其次，在應(yīng)力失效準(zhǔn)則范

2、圍內(nèi)，基于Mises屈服理論確定出管道懸空長度判斷依據(jù)。最后，利用土體的摩爾庫倫模型和管線鋼材料的Ramberg-Osgood本構(gòu)方程，采用有限元軟件ABAQUS建立了懸空管道的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析有限元計算模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴懸空管道上最大應(yīng)力、最大應(yīng)變出現(xiàn)在懸空管道的內(nèi)出土端的上表面，最大位移出現(xiàn)在懸空管道跨中截面，而此處應(yīng)力較小;最大應(yīng)力、最大應(yīng)變和最大位移都隨著懸空長度的增加而變大;當(dāng)懸空管道處于彈性階段時，管道上

3、最大應(yīng)力對懸空長度的變化敏感;當(dāng)懸空管道出現(xiàn)局部屈服時，最大應(yīng)變對懸空長度的增加比較敏感；⑵在懸空管道的內(nèi)出端截面上，管道上的Mises等效應(yīng)力，從上輪廓線到下輪廓線先減小后增大，在上輪廓線處最大。在懸空管道的跨中截面上，管道上的Mises等效應(yīng)力，從上輪廓線到下輪廓線也是先減小后增大，在下輪廓線處最大；⑶對于管道材料為X60、規(guī)格為Φ508×7.4mm、土體介質(zhì)為粘土、內(nèi)壓為4.3MPa、埋深為2m的輸氣管道，當(dāng)懸空長度為93m，最大