城市直下型地震作用下直埋式供热管道抗震反应分析

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1、国内图书分类号：TU833.1学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工学硕士学位论文城市直下型地震作用下直埋式供热管道抗震反应分析硕士研究生：姜宝峰导师：汤爱平教授申请学位：工学硕士学科：岩土工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU833.1U.D.C:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSEISMICRESPONSEANALYSISOFDIRECTLYBURIEDHEATINGPIPELINEUNDERURBANEARTHQUAK

2、ECandidate：JiangBaofengSupervisor：Prof.TangAipingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：GeotechnicalEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要城镇供热系统是埋地生命线系统的不可或缺的一部分,是现代都市特别

3、是中高海拔寒区城市保障系统的重要单元。历史震害调查资料显示，与其他埋地管线在历次地震中震害特征相似，供热管道系统在地震中易损性高，震害导致的直接和间接损失严重，也为震后救灾、恢复重建和灾区日常生活带来了障碍和不便。特别是供暖管线的破坏将对冬季地震震后的救灾、人员安置带来巨大的影响。城市经济活动频繁，资源集聚效应明显。而我国又是地震多发的国家，主要经济圈的几乎所有大中城市都处在城市直下型地震的威胁之中，供暖系统面临的地震风险巨大。若抗震设计不当，将对国民经济平稳健康发展造成严重不利影响。遗憾的是，相对于城市供水管道和燃气管道，供暖管道的抗震设计理论和方法十分匮乏，进行时程分析

4、时又往往选用有限的几条强震记录，却忽视了具体场地结构物的特殊性。本文在借鉴其他埋地管道系统抗震理论与工程实践的基础上，将唐山市路南区作为研究区域，进行了地震危险性分析，构造出人工近场地震的时程，找出了当地的最不利设计地震动，并利用数值模拟方法对直埋式供热管道的地震反应进行了系统的分析，最后讨论了现有规范在城市直下型地震中的适用性。论文主要内容如下：1.概括了城市直下型地震的危害及现有研究成果，系统分析和总结了直埋式供热管道抗震研究现状、发展趋势及存在的主要问题；2.选择唐山市路南区为研究对象，综合历史地震资料和地质构造资料，确定了唐山市路南区的地震风险水平，找出了当地最不利

5、设计地震动，得到了不同超越概率下的场地加速度时程曲线，以此作为直埋式供热管道的输入地震动；3.搜集整理了几次典型的城市直下型地震的震害资料，系统分析了埋地管线地震反应的影响因素，将管径、地震波入射角度、温度和弯头形式作为影响因素加以分析；4.吸收借鉴埋地供水管线的现有研究成果，提出了直埋式供暖管道地震波作用下的地震反应分析方法；-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文5.将数值模拟的计算结果与现行的工程设计规范进行比较，探讨了现行规范在设计具体工程下的埋地管道的适用性，并提出了适用范围及需要注意的问题。关键词：直埋式供热管道;城市直下型地震;地震反应;地震危险性分析；数值模拟-

6、II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsacriticalpartoflifelinesystem,heatingtransportationpipelinesystem(HTPS)playsanimportantroleinmetropolis,especiallyforwintercitiesinthemidandhighaltituderegions.EarthquakesiteinvestigationprovesthatseismicvulnerabilityofHTPSisanalogoustootherburiedpipelinesystems

7、,anditsdamageormalfunctioncausesenormousthreatonpost-earthquakerelief,rehabilitationandresettling,especiallyinthoseearthquakeshappenedinthewinter.Themainlandfacesthehighseismichazard,andallthedevelopedcitiesinmainlandhavehighseismicrisk.Thereexistshighdamagepo