长输管道具有高效、便捷、环保等特点,已成为与铁路、公路、航空、水运并行的五大运输手段之一,被广泛应用于石油、天然气、煤气、水等能源运输的各个方面,对我国经济发展、改善民生、社会安定和国防建设发挥着重要的保障作用。近年来,西气东输管道、川气东送管道、中亚天然气管道、中哈原油管道,以及中俄原油管道等国内国际管道相继建成后,我国干线管道的总长度超过20×10~4km。由于我国地处亚欧板块,且与太平洋及印度洋板块相邻,为遭受地震灾害最为严重的国家之一。大量震后灾害调查表明,众多的埋地管道破坏发生在活动断层处,其中斜滑断层为一种特殊的断层形式,目前对跨越这种断层形式的埋地管道研究甚少。因此,研究跨斜滑断层埋地长输管道的力学性能,对保障长输管道安全可靠运行有着重要意义。本文将着重从试验及有限元两个部分展开对埋地管道的力学性能进行研究,主要研究内容及研究成果如下:(1)综述了国内外在跨断层埋地管道研究方面的现状,总结了目前在理论解析、数值分析及试验研究三个方面的研究成果及发展特点。(2)设计两个可拆卸式钢框架土箱,将贴有应变片的管道置于土箱中,并选取不同类型的土壤进行回填,通过液压千斤顶和机械千斤顶顶升的加载方式模拟断层运动,进而获取不同类型的管道在不同断层错距下的应变规律。(3)采用ABAQUS软件建立跨斜滑断层埋地管道有限元模型,模拟断层错动下埋地管道的反应,得到相应的应变及变形反应规律,并与试验结果进行对比,以此验证本文中所建立跨斜滑断层埋地管道模型的有效性。(4)通过建立的跨斜滑断层有限元模型,研究管道壁厚、管径、管道埋深、土壤类型、管道内压等参数对跨斜滑断层埋地管道的位移、应力和应变等的影响。针对上述几种因素,研究埋地管道在断层错动下的应力、应变反应规律,确定其峰值大小及应力应变分布特点,对分析结果进行归一化处理并拟合跨斜滑断层埋地管道在断层错动下的压应变简易计算公式,以期为埋地管道在实际工程中的设计及施工提供有效依据。