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断层作用下埋地管道接口力学性能的试验研究
| 论文题名： | 断层作用下埋地管道接口力学性能的试验研究 |
| 关键词： | 断层作用;埋地管道;接口变形;力学性能 |
| 摘要： | 埋地管道是为人们供暖、供水以及输送石油、天然气等的重要手段，与人们生活有密切的联系。但是多次震害表明，断层对埋地管道的破坏作用非常大，而接口位置又是管道的薄弱部位。所以研究断层错动对埋地管道接口力学性能的影响就显得十分必要。 本文通过室内三箱装置的加载试验，模拟各种断层作用，研究埋地管道接口的力学反应。将钢质管道埋置于项目组自行研发的土箱体内，向管道内充入2.5MPa的常温自来水，利用MTS设备和千斤顶装置使箱体产生不同方向的位移，从而模拟断层错动。断层类型分别为正断层、逆断层和走滑断层，接口类型分别为焊接、螺纹连接和法兰连接；接口位置分别在断层处和非断层处。并与无接口管道和无压力管道的试验结果进行对比。模拟正、逆断层试验中，根据管道埋设所经过的箱体数量，分为两箱体模型和三箱体模型。 通过分析管道各处应变、管道位移、水压与箱体位移之间的关系，得出断层作用下埋地管道接口的变形与破坏规律，主要结论如下：焊接接口在正断层、逆断层和走滑断层分别作用下变形最小，并且强度略高于直管，与管道保持较高的一致性，有一定抵抗大位移断层的能力，并可以保持管内水压稳定，所以埋地管道最适宜用焊接接口。螺纹接口在正断层、逆断层和走滑断层分别作用下变形比直管大，断层位移较小时管道在断层处位移最小，可以保持管内水压稳定，断层位移较大时管内水压会有轻微泄露，所以断层位移较小时可用螺纹接口连接管道。法兰接口在走滑断层作用下会发生严重破坏，管内水压急降，所以不宜选择法兰接口连接管道。埋地管道变形最大的部位在断层两侧一定距离（本文为100mm到500mm之间，接近300mm），且应变随着断层位移的增大而增大，所以接口埋设应尽量避开此处。对比正、逆断层作用下两种箱体模型，无论接口位置在哪，三箱体模型中的管道接口下表面更容易破坏，两箱体模型中接口靠近固定区的一侧更容易破坏。管内有2.5MPa稳定水压的管道比无内压的管道变形大，更容易破坏，需加强保护。 |
| 作者： | 刘洲 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 陈艳华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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