地震裂缝错位使用时埋地管道的有限元分析

地震作用可引起地层沉陷，土壤液化，地层裂缝错位，对埋地管道有很大的破坏作用，为保障管道运行，必须开展管道抗震研究，使埋地管道能低御一定烈度的地震力。分析地震裂缝错位对埋地管道的作用，根据最小势能原理，推导出在地震裂缝缝错位作用下埋地管道的有限元方程，利用该方程可计算埋地管道在地震裂缝错位作用下的位移，内力及应力，并提供了计算实例。     

地震作用下埋地管道纵向振动加权余量解

埋地管道是重要的生命线工程，地震时土壤与管道的相互作用而引起管道的运动，在管道中产生地震应力，应力过大会引起管道的破坏，从而影响管道的安全运行。针对地震作用下埋地管道纵向振动微分方程，提出以满足边界条件和初始条件的三角和为试函数，用加权余量法计算地震作用时管道的纵向运动位移反应，进而可求出管道中的纵向应变、应力，确定出管道应具有的强度、给出的算例表明，所给出的方法能有效地地震作用下埋地管道纵向振动     

支座处埋地管道的地震应力分析

在地震波作用下，埋地管道因地震波的剪切作用而产生弯曲应力，而支座处弯曲应力远高于远离支座处直管段的弯曲应力，需要在埋地管道的抗震设计中予以考虑。采用梁结构分析方法对各种支座处的管道弯曲应力进行了分析，即将埋地管道地成是带 有边界约束的弹性基础上的连续梁，忽略地下管道及其内输送介质的惯性作用，应用结构分析方法分析各种支座处的管道应力。给出了算例和几类特殊支座附近的管中应力的分析结果。     

地震载荷作用下埋地管道强度的简化计算

地震时地震波沿地面传播引起地面位移,地面沿直管轴向位移时使管道产生轴向拉伸应力。对平面弯管,地面沿纵向管位移时对横向管有推压作用,从而在弯管内造成了平面弯矩。忽略惯性力,采用静力分析的方法对直管和弯管分别进行应力分析,并结合计算实例给出了埋地管道强度的简化计算方法。     

埋地管道的上浮屈曲分析

使用材料力学方法研究了埋地管道产生上浮屈曲的条件。上浮屈曲常见于海底和液化土中的埋地管道,在上浮屈曲过程中产生过量的垂直位移和塑性变形被认为是一种失效情形,根据分析结果提出了管道温升问题。     

活动断层区埋地管道的设计要求及防范措施

埋地管道穿过活动断层区,如何保证管道不被破坏,这是设计中需要考虑的重要问题。通过对管材性能的分析,因考虑到地震荷载的几率较低,故而允许管材进入弹塑性区,这样便由应力-应变关系式,导出了通过活动断层区内的管道是否需要加固的判别式,即视当断层错动引起的管道长度的变化△L≤△L:(或△L_c,压缩时管道允许的最大变化长度)时,管道可不作加固处理;当△L>△L_t(或△L_c)时,管道则需要采取抗震加固措施。文中还介绍了管道通过活动断层区的10条防护措施。     

埋地钢质管道防腐问题

阐述了埋地钢质管道发生腐蚀的四个影响因素,即环境、腐蚀防护效果、钢管材质和制造工艺以及应力水平,统计了１９９０～１９９５年石油沥青、煤焦油瓷漆、挤塑聚乙烯、ＰＥ胶带、ＦＢＥ、复合覆盖层的涂敷量,指出防腐覆盖层各有优缺点,应根据管道的地质条件、腐蚀环境等而定,目前应建立防腐层的综合评价方法以解决防腐覆盖层的设计问题,同时还应对钢管表面处理、现场补口加以重视,在采用亲高强薄壁钢材时应考虑壁厚要求。     

穿越公路埋地管道的荷载计算

讨论了管道填土荷载的计算方法。介绍了四种常用的计算路面交通活载引起的管顶垂直压力的方法：Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ点荷载法、Ｓｐａｎｇｌｅｒ法，分布解法，基于Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程的Ｎｅｗｍａｒｋ和分叠加法。     

地埋输水管道漏水修补方法

随着国家对水利设施投入的增加,井灌区铺设了大量的输水暗管,以提高输水利用系数.     

埋地管道坚曲线的精确计算与布设

长输埋地管道随地形的起伏,形成了管道的立面转角。为保证管道的安全运营,转角处需布设竖曲线进行连接。以往管道竖曲线的布设、设计所采用的“圆形竖曲线测设表”及“输气干线设计手册”中推荐的方法,其计算值与实际值存在误差,不能保证所要求的精度。现根据切线支矩的理论,导出了布设竖曲线的精确计算公式。此式精度较高,可按要求取之,并适合各种竖曲线类型的计算。文中对以往所用方法存在误差的原因进行了分析,并介绍了精确公式的推导过程、计算方法及具体要求。可供长输管道线路设计、施工人员参考选用。     

管道裂纹的随机有限元可靠性研究

根据管道的穿透性裂纹与非穿透性裂纹起裂准则,考虑管道的材料参数,几何参数以及温度载荷参数,建立了管道的二次三阶矩几何非线性随机有限元方程,对其表面裂纹这一随机机械损伤进行了可靠度计算,并与Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ有限元方法进行了比较。     

悬索斜拉索组合式跨越管桥有限元分析

基于国内某悬索斜拉索组合式跨越管桥现状,应用有限元分析技术软件,通过选用合理的有限单元以及对有限元模型输入参数的修正,根据20年前建造时成桥状态和服役20年后管桥状态的变形测量结果,建立了管桥有限元计算模型。通过静力计算,得到管桥在输油状况下的位移和应力,为管桥安全评价提供了依据。     

非稳态环境对埋地管道传热的影响

根据热平衡原理和半无限大区域温度分布公式，用数值模拟方法探讨了在外界非稳态环境影响下埋地管道温度场的变化规律，该数学模型充分考虑了由于外界非稳态环境温度变化导致的土壤热物性变化对埋地管道温度场的影响，同时把无限大区域化为有界区域，大大提高了计算速度和计算精确度。     

埋地混输管道热力计算分析

针对埋地混输管道运行温度普遍较高而导致原油集输系统生产运行成本过高的问题,根据热力学理论,推导出了混输管道沿程温降公式及井口掺水量、掺水温度公式。通过所编制的计算机程序,确定了埋地混输管道运行的工艺参数。     

基于有限元的内腐蚀管道极限压力计算

利用有限元软件,采用幂硬化随动强化材料模型、缺陷正交面切割法和模型完全六面体单元网格化方法,建立了数值分析模型,在规范B31G的基础上求得准确度更高的内腐蚀管道极限压力拟合公式,并用实际算例对其进行了验证.     

埋地管道腐蚀评价与维修方法

针对胜利油田河口采油厂埋地管道腐蚀穿孔及改造投资较高的现状,提出了埋地管道腐蚀评价及维修方法.利用管道电流检测评价技术和现场开挖核实等综合手段,确定管道腐蚀程度,掌握埋地管道腐蚀的位置,对破损点进行优化设计.该方法针对性较强,可以提高投资利用效率,但工作量大,操作复杂、施工组织管理困难,完善后具有较好的应用前景.     

动态有限单元法的应用

在采用有限单元法解决实际问题，为使分析计算简化，人们经常将动态问题转化为静态问题来处理。在通常情况下，这样处理会产生较大的误差，针对这一问题。通过对静、动态有限元法的基本原理进行讨论，分析了静、动态有限元法的异同，并以简支梁为例，对其静、动态有限元法计算结果进行了分析比较，结果表明：动态有限元法具有更高的求解精度。