【摘 要】
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采空区有可能造成地表沉降变形、碎裂甚至塌陷等次生地质灾害,易造成埋地管道的大范围变形甚至悬空。基于理想弹塑性模型,以某X70管道为例,考虑管道与土体的非线性、管道的几
【机 构】
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中国石油大学(北京)机械与储运工程学院; 中石油北京天然气管道有限公司陕西输气管理处; 中国石油管道公司中原输油气分公司;
【基金项目】
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中石油北京天然气管道有限公司资助项目“陕京管道采空区风险评估与防治措施研究”,KY-KJ-16-058;国家重点研发计划资助项目“原油天然气储罐及附属管道、辅助设施安全评定与风险评价预警研究”,2017YFC0805804;中国石油大学(北京)科研基金资助项目“系统安全预警中设备链耦合机理研究”,2462015YQ0406
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采空区有可能造成地表沉降变形、碎裂甚至塌陷等次生地质灾害,易造成埋地管道的大范围变形甚至悬空。基于理想弹塑性模型,以某X70管道为例,考虑管道与土体的非线性、管道的几何非线性、土壤的物理非线性等因素,利用有限元软件ABAQUS建立采空区悬空天然气管道的有限元仿真计算模型。在内压、轴向力、外部载荷等共同作用下,分析X70悬空管道在不同悬空长度、不同内压、不同埋深条件下的应力应变变化,并采用双失效判别准则对其进行安全评估。结果表明:在充分考虑应力应变的变化趋势和变化速率基础上,通过双失效判据确定不同悬空长度管道所处的风险等级,可为采空区管道的完整性管理提供依据;内压对管道失效影响较大,当存在采空区塌陷时,需要临时降低管道内压以提高管道安全性能。
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