发生桩基沉降在役压力管道的断裂失效风险分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com发生桩基沉降在役压力管道的断裂失效风险分析李翔。张庆锋，谢禹钧，郑津洋(1．浙江大学化工机械研究所，浙江杭州310027；2．辽宁石油化工大学机械学院，辽宁抚顺113001)摘要：含缺陷管道和压力容器的安全评定是石油化工行业中的一个重要课题，断裂力学的出现和发展为它们的安全评定提供了有力的手段。充分考虑工况载荷、缺陷尺寸、断裂韧度、机械强度等参数的不确定性，根据R6双判据准则，通过MonteCarlo模拟方法对发生桩基沉降的管道进行了失效风险分析，得到它的失效概率，对于掌握

2、发生桩基沉降管道的安全可靠性具有一定的实用价值。关键词：安全评定；MonteCarlo方法；失效风险分析；敏感性分析；桩基沉降中图分类号：TQ05S．8；TE973．6文献标识码：B文章编号：1001—4837(2006)04一OO4O一04FailureRiskAnalysisontheIn—-servicePressurePipingFractureDuetoPileFoundationSetUementLIxtang，ZHANGQing—feIlg2，XIEYu—jun2，ZHENGJin—yang(1．Insti

3、tuteofChemicalMachineryandProcessEquipment，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China；2．LiaoningUniversityofPetroleum&ChemicalTechnology，Fushun113001，China)Abstract：Fracturefailureriskanalysisoftheoil—gaspipingandpressurevesselscontainingdefectsisanim-portanttaskint

4、hepetmleutnchemicalengineering．edevelopmentofthefracturemechanicsprovidesapow—erfulinstrumenttoassessthem．Consideringtheuncertaintiesinvariousintemaloperatingloadingandexternalforces，flawsizes，materialfracturetoughnessandmechanicalrobustness，thispaperpresentsapro

5、babilisticassessmentmethodologyforthepilefoundationsettlementpiping．Basedonawell—knownengineeringsafetyassessmentprocedureR6．廿1efailureprobabilitiesofeachdefectandthewholepipingcanbeobtained．Thisstudyhasapracticalsignificanceinengineering．Keywords：safeassessment；

6、MonteCarlomethod；failureriskanalysis；sensitiveanalySl‘S；pilefoundationsettlement降)，以及工业管道场地由于地质条件的差异和岩层l引言的断裂也都可以产生沉降。根据现场试验和室内试压力管道的桩基受到竖向静力载荷时，其沉降验得到的群桩基与单桩基沉降之间的经验关系．可量主要由以下几个原因组成：桩基本身的弹性压缩以看出单桩基的沉降分析是群桩基沉降分析的基引起的桩基顶端的沉降；由于桩基侧摩阻力的向下础。桩基沉降将引起管道应力的重新分配和弯矩的传递而引起的

7、桩基底部土体压缩所产生桩基底部的显著变化，可按结构力学方法计算。本文正是基于沉降(地震、狂风、暴雨等自然条件可使桩基产生沉这样的认识，通过一段压力管道工程实例(见图1)，·40·维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第4期压力容器总第161期考虑相关参数的不确定性，利用CEGBR6[含缺陷由于对称M一l=Ml，上式口J整理为：结构双判据失效准则，结合MonteCarlo方法[2l，对发Mn_l+2M04+生单桩基沉降情况下的含缺陷压力管道的失效概率进行计算。现令Fl=F2=L=F一2=F=一ql／2‰：

8、一+：一4+则上述方程组可写成]：图1发生沉降位移的跨管道LM=F(2)其中2弯矩的计算41OOLLO各桩基处管道的弯矩可根据材料力学三弯矩方14lOLLM程l3]计算出，三弯矩方程为：0141LLML=⋯⋯⋯L，．O()+2Mb(／~+犯()⋯⋯⋯L4l6A,,x6A6／’、0⋯⋯⋯L12ILIbLbM=[I，2，