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）影響導致大跨度懸空，給管道的安全運行帶來嚴重隱患。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，在應力失效準則范

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本構方程，采用有限元軟件ABAQUS建立了懸空管道的結(jié)構靜力學分析有限元計算模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴懸空管道上最大應力、最大應變出現(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，而此處應力較小;最大應力、最大應變和最大位移都隨著懸空長度的增加而變大;當懸空管道處于彈性階段時，管道上

3、最大應力對懸空長度的變化敏感;當懸空管道出現(xiàn)局部屈服時，最大應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，當懸空長度為93m，最大