崩塌落石对不同埋深输气管道的冲击影响

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1、4石油工程建设2010年2月★斗斗斗斗斗斗斗艇!斗斗牛斗!斗斗斗斗斗斗斗艇斗斗斗斗g∈勺卜@卜@、：-一期期藩面对不同娌深输气管道的冲击影响薯竣项鞫：国家科技支撑；项目(2oo6B~02B01i⋯蓦。囊7蠢≯瑟曩毒¨¨王岩，姚安林，李又绿，曾祥国2，王小龙3(1．西南石油大学，四川成都610500；2．四川大学，四川成都610065；3．中石化天然气川气东送管道分公司，湖北武汉430079)摘要：管道埋深是管道设计时需考虑的重要因素之一，不同地域有不同的要求，在崩塌落石地区，由于落石对管道的冲击作用，管道容易发生破坏文章利用ANSYS／LS—DYNA有限元软件．通过对参数的合理设置．选

2、取适当的材料模型．对埋地输气管道不同埋深时落石对它的动力响应进行了三维数值模拟．得出管道在不同埋深下的响应规律．其计算结果为地质灾害多发地段埋地输气管道的设计施工提供了参考依据关键词：输气管道：埋深；崩塌落石；动力响应；数值模拟中图分类号：TE973．6文献标识码：A文章编号：1001—2206(2010)01—0004—040引言系在冲击荷载作用下的整体动力响应LS—DYNA加强输油气管道建设．形成管道运输网是我国的一个重要和独特的功能就是能够处理各类结构界实施能源战略的重要组成部分．对国民经济的持续面的动态接触和相对滑动的问题．提供了数十种不健康发展具有十分重要的战略意义【1-2]

3、崩塌落石同的接触类型LS—DYNA在对接触、滑动界面的是山区常见的一种不良物理地质现象．在我国的西处理上，主要有3种方法：罚函数方法、动态约束南、西北、三峡地区、横断山区经常发生崩塌现象。法和分布参数法本文采用的是基于接触力的罚函在山区敷设管道时此种威胁是不可避免的．所以研数法。罚函数法为近似方法，由于计算简单，并且究落石对管道的破坏特征及防治对策十分重要与显式算法完全兼容。因此使用广泛。其中，对称本文采用接触面算法．利用ANSYS／LS～DYNA罚函数法是目前最常用的算法，其基本原理是：在有限元软件对管道在不同埋深时落石对它的作用进每一个时间步内．首先检查各从节点是否穿透主行了三维数

4、羊值羊模￥拟羊．￥得出在覆土深度不同时落石对面，若没穿透则不做任何处理。如果穿透．则在该管道的动力响应规律从节点与被穿透主面间引入一个较大的界面接触1接触问题算法力。其大小与穿透深度、主面的刚度成正比。对称动态接触问题求解中最关键的是处理好各结构罚函数法编程简单．很少激起网格沙漏效应．没有界面的接触和相对滑动噪音，因此适用于算法具有对称性、动量守恒准1．1接触面算法确、不需要释放条件的工况。罚函数数值大小受到该问题的本质是落石一土一埋地管道组成的体稳定性限制若计算中发生明显穿透，可以放大罚-+一+-+一+一+-+一+一+-+-—-+-+一+一+-+-—+一．-4．---4---4--—

5、+一-—+一-—+一．-q,-_-4-_-4--+-+-—+一一-4--—+一-+--4-一—+一一—+一一+-—卜·ConsequencestothePublicandthePipelineIndustry[EB／OL]．http：[14】GeethaMWaehrer，XiuwenSDong，TedMiller，eta1．Costsof／／primis．phmsa．dot．gov／comm／reports／safety／cpi．html?nocaehe=2837#occupationalinjuriesinconstructionintheUnitedStates『J1．ngdist

6、rib，2009／2009—04—15．AccidentAnalysisandPrevention，2007，39(6)：1258—1266．一【12】MHFabera，MG．Stewartb．Riskassessmentforcivilengineeringfacilities：criticaloverviewanddiscussion[J]．ReliabilityEngineering作者简介：周剑峰(1970一)，男，重庆人，讲师，2008年毕andSystemSafety，2003，8O(2)：173-184．业于华南理工大学，博士，主要从事工业系统优化及控制、[13]Mroz

7、ekJR．TaylorLO．Whatdeterminesthevalueoflife?Ameta—过程装备可靠性与系统安全等方面的研究。analysis[J]．JournalofPolicyAnalysisandManagement，2002，21(2)：收稿日期：2009—08—04：修回日期：2009—12—18253-270第36卷第l期王岩等：崩塌落石对不同埋深输气管道的冲击影响5函数值或者缩小时间步长来调节。l￡——泊松比，取0-2；