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地下输液管道动力反应分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-01-09  浏览次数:1059
核心提示:卷期年月地震工程与工程振动仆犯众洲)文章编号一刃一地下输液管道动力反应分析孙建刚,薛景宏,王振(大庆石油学院,黑龙江安达
 卷期年月地震工程与工程振动仆犯众洲)文章编号一刃一地下输液管道动力反应分析孙建刚,薛景宏,王振(大庆石油学院,黑龙江安达巧l《幻本文利用有限元方法,考虑介质埋设管线及土壤的相互作用,进行了埋地管线动特性和地展动响应研究,得出了上特性管内液体流动对系统固有频率及动力响应影响的若干初步结论。

  关健词地下输液管道动力反应中图分类号氏文献标识码n一一而引言从历次国内外大地震对埋地管线所造成的破坏以及由其引起的次生灾害,人们已经更加清楚地认识到,作为城市厂矿生命线之一的埋地管线的抗震研究,是防灾减灾工程中的重要组成部分。

  按照埋地管线所在介质的不同,埋地管线的地震响应研究可以分为三种情况管线在均匀介质中的响应,管线在其特性水平变化介质中的响应,跨越断层管线的响应。

  年,国家建委建研院结构研究所和清华大学等单位,对外径巧n妞壁厚的埋设钢管(回填土分层夯实)进行了爆炸试验,测得管道轴向变位值约为土壤自由变位值的为了正确计算地震应力必须考虑管土之间的相对变位。

  本文考虑管土之间的相对变位,并研究了土特性管内液体流动对埋设管线地震响应的影响。

  研究对象选取模型确定及假设条件管道直埋分为无补偿方式和有补偿方式两种,其中无补偿方式优于有补偿方式,所以在管网设计中,一般优先考虑选用无补偿方式。

  无补偿方式分为敞开式和覆盖式,敞开式优于覆盖式,所以日期一甚金项目黑龙江省自然科学基金资助项目孙建刚,男(一教授,主要从事防灾减灾工程的研究地展工程与工程振动加卷在无补偿方式中,一般优先考虑选用敞开式。

  此种方式无补偿器和固定点。

  本文研究无补偿敞开式管线地下管线系统通常很大,在对其中某一部位进行动力分析时,没有必要而且也不太可能取整个庞大的管线系统作为研究对象。

  实际计算时,可取庞大的管线系统中的一部分作为研究对象,这部分包括要进行动力分析的部位,而且选取部分的大小要取得适当,使得边界条件对要进行动力分析的部位影响很小。

  在本文研究中,假设管线为直管线,而且很长,实际计算时可以其中的一段长度作为研究对象,这段包括要进行动力分析的部位。

  当取得足够长时,边界条件对所取段中间部位的反应影响很小。

  本文研究埋地管线水平横向弯曲振动,其简化模型如图在本文研究中还作如下假设( l)地面运动为平动,无转动分量。

  ( 2)管道为连续管道,即管道接头处与管道其它部分力学性质相同。

  流体充满管道,不可压缩,流体流速不变,为相对管壁速度。

  图)管线所在介质性质均匀。

  少申合埋地管道横向振动模型,其中气为单位长管线周围土的刚度和阻尼水平横向弯曲振动微分方程及有限元离散化流体元(一管壁元一受力分析荟刁兀二, ` `乙眯合十上些几占甲川玉月一击口叁里台气。

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  期孙建刚等地下输液管道动力反应分析由式(式(式)得刁万一议,I一p备去一丢会卜鲁争餐一。

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  尸一二,一凡一买卜一令一器一器一尝过一卫卜令一令一器爪一登,一令一令一器一会,一令一令一,器一会川九川九一实例分析考虑一长度为的水平连续管段,取设有一正弦加速度脉冲波在场地沿着管线的纵向从一端向另一端传播,传播速度为则场地的加速度表达式为一三簇。

  簇兀十田其它时间一产价乙,了。几、夕则相应的场地位移表达式为五一三竹飞。

  田L一刀一三蕊毛十其它时间了一其中根据文献上壤的阻尼比较高,假设第一振型的阻尼比C近似取瑞雷阻尼第二项为阻尼矩阵,即刀因,其中吞奋加期孙建刚等地下输液管道动力反应分析六流速对前五阶频率不考虑阻尼影响曲线如下,当流速为功办时,频率降发生类共振当流速为声时,频率降到绷卒(厅疏翔一州叫。

  川川川图流速对前五阶频率影响曲线图流速对管段中心处最大位移影响的曲线流速对管段中点处最大相对位移最大弯矩最大弯曲应力影响曲线几际翟以打一一气芯一一一茄一一,言飞犷一一临图流速对管段中心处最大弯矩影响曲线泣口仪川图流速对管段中点处最大相对位移影响曲线川流速对前五阶频率影响曲线如下当流速为呻,频率降俪发生类共振当流速为厉,频率降到尽流速对管段中点处最大相对位移最大弯矩最大弯曲应力影响曲线(横轴为流速,竖轴为最大相对位移弯矩正应力如图图加。‘0,朋自。fJ,忿盆瓜赢栩溯猫二0.口口之口O扭。咤侧加协。司` .

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  生图流速对前五阶频率影响曲线盯下流速对管段中点处最大相对位移影响曲线。 ,后丁石花。

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  二O习图流速对管段中心处最大弯矩影响曲线图流速对管段中点处最大弯曲应力影响曲线地展工程与工程振动加卷结论通过以上计算结果可知对于软弱土,流速对频率内力有一定影响,对于坚硬土,几乎没有影响即使对于软土,在一定流速范围内,例如流速渗,流速对横向弯曲振动的频率,相对位移,内力影响也不大。

  土质条件对内力影响较大,土质越差,反应越大,可差几十倍。

  参考文献郭海燕。

  怡液管道的地展反应分析切。

  地展工程与工程振动。

  梁波。

  愉液管道动力特性与动力稳定性的有限元分析闭。

  固体力学学报。

  斌徐次达等。

  固休力学有限元理论,方法及程序时水利电力出版社,北京化岛,一笋一陈冠卿。

  高地展烈度区埋地管道抗展强度计算闭。

  油气储运,陈冠卿。

  展害及长距离怡油管道抗展计算闭。

  油气储运,叹牙一闭

 
 
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