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。     

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。     

挤出聚乙烯覆盖层应用的新进展

挤出聚乙烯覆盖层主要用于替换沥青覆盖层，可以克服埋地管道由于大地震和动和温度变化而发生位移所承受的动态作用力，以及作用在局部小区域上的冲击作用力。     

埋地管道弹性敷设竖向转角临界值的计算

对埋地油气管道弹性敷设计算公式中的竖向转角进行了分析，提出了在曲率半径一定的条件下，存在一个临界值，对该临界值进行了求解，得出了简化计算公式，由于该临界值在分别用于油、气管道时存在较大差异，为此对两部规范中的两种计算管道曲率半径的公式进行了比较，根据钢结构梁的挠性原理，推导出了适用于所有埋地钢质管道弹性敷设竖向转角临界值的简化计算公式，运用该简化计算公式可以方便快捷地进行埋地管道的设计计算，计算结果满足工程要求。     

埋地管道弹性敷设竖转角临界值的计算

对埋地油气管道弹性敷设计算公式中的竖向转角进行了分析，提出了在曲率半径一定的条件下，存在一个临界值，对该临界值进行了求解，得出了新化计算公式。由于该临界值在分别用于油，气管道时存在较大差异，为此对两部规范中的两种计算管道曲率半径的公式进行了比较，根据钢结构梁的挠性原理，推导出了适用于所有埋地钢质管道弹性敷设竖向转角临界值的简化计算公式，运用该算化的公式可以方便快捷地进行埋地管道的设计计算，计算结果满足工程要求。     

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。     

埋地管道轴向嵌固力对横向位移的影响

由于埋地管道安装铺设时的温度与运行时的温度不同而存在温度不同而存在而存在温差,因此管道受温差和土壤摩阻 的作用而产生轴嵌固力。轴向嵌固力对管道的横向位移有一定程度的影响,但在具体计算时往往被忽略。     

防止埋地管道上浮的措施

埋地管道上浮是导致管道因力不均而破裂的原因之一,埋地管道上浮的主要原因为浸水漂浮、土壤流化等防护措施,并介绍了具体实施步骤。     

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。     

横向滑坡过程中管道的内力和变形计算

将滑坡体中的管道简化成大挠度的梁,将滑坡体外管道看作半无限长的梁或杆,考虑管梁的几何非线性、滑坡体外土壤的纵向抗力的物理非线性以及管道的内压和温差作用,基于滑坡体内外管道内力和变形的连续性,推导得出了在当量轴向力为拉力或压力两种情况下管道的内力和位移的有关计算式,提出了当量轴力为拉力或压力的判别式。横向滑坡中埋地管道的位移和内力计算最终归结于两个非线性方程的求解,可用牛顿迭代法或作图法解之。提供了     

具有上凸初始弯曲的埋地管道纵向稳定性

基于土的物理非线性、管梁的几何非线性和纵横弯曲问题,导出了具有上凸初始弯曲的埋地管道纵向稳定性计算的一系列公式,其中的一些公式稍加简化后就是CECS 15∶90《埋地输油输气钢管道结构设计规范》所推荐的公式,对这些公式的实用性进行了讨论。由于土的物理非线性是建立在实验基础上,数学力学演绎是严谨的,假设简化是合理的,所以文中所列公式是符合实际的,而且一般偏于安全,这已为实验和工程实践所证实。埋地管道纵向稳定性研究属大位移非线性力学范畴,一般很难得到解析解,因而导出的系列解析解是简单实用的。     

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     

管道水力摩阻系数的计算

介绍了计算机水力摩阻系数λ的通用公式,在分析现有计算摩阻系数公式的基础上,借助于专门的过渡函数,求出了新的通用式。     

地震裂缝错位作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,为保障管道安全运行,必须开展管道抗震研究,使埋地管道能抵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。     

埋地油气管道弯头的强度计算

通过理论分析导出了埋地弯头附加弯矩的新计算公式,其推导依据是:“弹性抗弯铰”假设,不考虑弯头受到的土壤抗力,但考虑弯头承受的内压;土壤对直管道纵向位移的抗力与纵向位移的关系为双线性,即考虑弹性工作段和极限平衡段(塑性工作段);土壤对直管道横向位移的抗力满足Winkler假定;将弯头两端的直管看作半无限长的梁或杆;同时考虑温差和内压对管道位移的影响。将新公式的计算结果与有关油气管道设计规范推荐公式的计算结果进行了比较。讨论了弯头的强度验算方法和管土相互作用参数的确定方法。推荐了实用的埋地弯头强度设计计算公式。     

埋地热油管道经济埋深的计算模型

以埋地热油输送管道管沟开挖投资的年分摊费用和管道运行中的年热力损失费用之和作为目标函数,给出了埋地热油输送管道经济埋设深度的计算模型,模型考虑了埋设深度、保温材料、保温厚度和土壤性质对传热系数的影响。实例计算表明,传热系数随埋深的变化明显地影响着经济埋深的程度,给出的模型既较好地反映了各因素对经济埋深的影响规律,又避免了传热系数取值的盲目性,而且模型计算能够快速收敛。该模型可为热油输送管道施工的工艺优化设计提供一定的理论依据。     

特征理论在偏微分方程中的应用

本文从几何的观点,利用特征线法讨论了一阶线性齐次、拟线性以及全非线性偏微分方程解的求法,并给出了应用实例。