【摘 要】
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我国幅员辽阔,地形和气候条件复杂多变,这就意味着我国油气管道会靠近或经过复杂地形区域,遭受到多种多样的自然灾害的威胁和破坏。为了确保油气管道这条国民经济生命线免遭破坏,研究埋地管道在地质灾害条件下的力学响应对保障管道安全运行有着重要意义。本文针对埋地燃气管道纵向穿越潜在不稳定滑坡区域实际问题,通过有限元方法建立了管道—滑坡作用的简化模型,采用控制变量法对埋地管道受纵向滑坡作用的力学响应进行了分析,
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我国幅员辽阔,地形和气候条件复杂多变,这就意味着我国油气管道会靠近或经过复杂地形区域,遭受到多种多样的自然灾害的威胁和破坏。为了确保油气管道这条国民经济生命线免遭破坏,研究埋地管道在地质灾害条件下的力学响应对保障管道安全运行有着重要意义。本文针对埋地燃气管道纵向穿越潜在不稳定滑坡区域实际问题,通过有限元方法建立了管道—滑坡作用的简化模型,采用控制变量法对埋地管道受纵向滑坡作用的力学响应进行了分析,主要工作内容如下:（1）比较分析了使用离散元法和有限元法用于管道穿越纵向滑坡分析的可行性,并最终选取有限元法进行研究分析;（2）根据埋管现场不稳定滑坡土体取样测得的堆积角,通过虚拟标定试验获取滑坡土体的接触参数;针对管道纵穿滑坡土体的实际情况,使用强度折减法分析了极限状态下均质边坡的稳定性;（3）建立并实现了管道—滑坡简化模型的仿真过程,通过对其计算结果分析滑坡机制,验证了简化建模有限元分析的可靠性。（4）通过控制滑坡土体及管道的多种参数变量,分析了管道在纵向滑坡作用下的力学响应情况,得到了纵向滑坡土体作用于管道的规律,并且给出了埋地管道穿越滑坡区域纵向敷设时的相应措施,以达到埋地管道安全运行的目的。通过对多种参数变量的分析可以得出:埋地管线纵穿滑坡区域时,管道应力会随着滑坡位移、滑坡上缘宽度、滑层厚度、管径、管道压力、铺设角度的增大而变大,其位移变化则基于因素改变后管道抗变形能力的强弱决定,区别于应力的变化规律;纵向滑坡区域内的大口径、高压管段应为重点监测段;坡面段铺设管道时应尽量平行地表;管道铺设后,对于不稳定滑坡区域的水土保持作业,其上缘尤为重要。
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