【摘 要】
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在高温高压运营环境和多次开关井的循环作用下,海底管道沿轴向走管的现象尤为突出,甚至可能引起端部相连结构的破坏。本文首先阐述了诱导管道走管的条件、机理及影响因素,进
【机 构】
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中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室; 中国科学院大学工程科学学院;
【基金项目】
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国家杰出青年科学基金项目(编号:11825205);中国科学院战略性先导科技专项(B类)(编号XDB22030202)资助
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在高温高压运营环境和多次开关井的循环作用下,海底管道沿轴向走管的现象尤为突出,甚至可能引起端部相连结构的破坏。本文首先阐述了诱导管道走管的条件、机理及影响因素,进而考虑轴向管土相互作用的楔形效应,推导了走管速度的解析解。鉴于海床约束力存在不确定性,考虑管土相互作用摩擦系数的随机特性,建立了管道轴向走管可靠度分析的功能函数。基于该解析模型,采用蒙特卡洛模拟法对管道轴向位移的分布规律和失效概率进行了计算分析。结果表明,当轴向摩擦系数满足正态分布时,管道在悬链线立管张力和斜坡海床作用下的走管速度均呈非对称分布;二者的变异系数较为接近,且均高于摩擦系数的变异系数。可靠度分析表明,摩擦系数变异性的存在降低了采用确定性方法设计的海底管道的可靠性,增大了管道失效的概率。
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