大位移作用下埋地管道性能分析及隔震設計.pdf

1、作為生命線系統(tǒng)的重要組成部分，埋地管道系統(tǒng)是社會和經(jīng)濟賴以生存與發(fā)展的物質基礎，埋地管道系統(tǒng)主要應用于給排水系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、輸油系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)等。歷史經(jīng)驗表明，地震是埋地管道系統(tǒng)安全的最大威脅。埋地管道在地震中一旦遭受破壞，會帶來巨大國民經(jīng)濟損失與人員傷亡和震區(qū)能源、物資供應困難，給地震應急及震后恢復工作帶來巨大影響。地震中，巖土體的大位移是管道系統(tǒng)破壞的最重要因素，本文以地震引起的地面大位移作用下的埋地管道的性態(tài)特征和管道隔震措施為研

2、究對象，分析管道地震反應行為及破壞過程，探討管道隔震技術設計方法，為地面大位移下埋地管道的抗震設計、鑒定、加固、改造以及地震應急等工作提供理論基礎與技術支撐。
　　本文首先總結了國內外有關埋地管道抗震分析的理論和方法，收集并整理相關資料，定性分析在地面大位移下造成管道破壞的原因。其次，采用ABAQUS有限元軟件建立了埋地管道三維地震反應的分析模型，考慮了管、土的材料非線性、幾何非線性性質以及土體與管道的相互作用非線性；將管道模型化

3、為四結點薄殼單元結構，土體采用三維實體模型，利用非線性接觸分析方法分析了管道在斷層大位移作用下的反應，尋找管道結構的薄弱環(huán)節(jié)，研究埋地管道的地震破壞行為和機理，定量分析各因素對管道地震安全性的影響程度，最終得出結論：斷層大位移作用下，埋地管道存在明顯非線性效應，管道在跨越斷層處應盡量淺埋并且選擇管徑與壁厚合理的管道。斷層錯動距離越大，即斷層的活動性越強，管道的變形越大，破壞越嚴重等。然后，建立了液化地面大位移對埋地管道作用的有限元模型，

4、把地面位移值施加給埋地管道周圍的土體，模擬地面大位移對埋地管道的作用，分析了埋地管道在此作用下的內力和變形變化規(guī)律。并對影響埋地管道抵御液化引起的地面大位移因素（土體的彈性模量、管道的剛度、管道走向以及地面位移值）進行了定量的研究，所得的結果對今后液化區(qū)鋪設地下管道抗震設計提供一定的指導。最后，對地震作用下的埋地管道進行隔震設計，采用鉛芯橡膠隔震支座，并對其減震效果進行了數(shù)值模擬，得出了隔震裝置具有很好的隔震效果。研究的成果可為埋地管道