地震荷载作用下海底管线的动力反应分析

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1、第27卷增2岩石力学与工程学报Vol.27Supp.22008年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSept.，2008地震荷载作用下海底管线的动力反应分析11，2，31，21张小玲，栾茂田，郭莹，曲鹏(1.大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所，辽宁大连116024；2.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024；3.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉430071；)摘要：地震荷载作用下海床中的孔隙水压力与有效应

2、力是影响海底管线稳定性的主要因素。然而在目前的海床动力响应分析中一般将管线假定为刚性，并不能合理地考虑海床与管线的相互作用效应，同时也没有考虑地震荷载作用下海床边界的等效处理。为此，基于Biot动力固结理论建立海床–管线相互作用的计算模型，以大型有限元软件ADINA为平台对ElCentro地震波作用下的海底管线的动力响应以及管线周围土体的孔隙水压力变化规律进行分析，讨论不同的管线半径、管线壁厚和土性参数对计算结果的影响。在数值计算过程中引入黏弹性人工边界，有效地模拟散射波由有限域到无限域的传播，较为实际地反映在地震波作

3、用下海底管线的动力响应问题。关键词：岩土工程；海底管线；孔隙水压力；地震荷载；黏弹性人工边界中图分类号：TU279.7+6文献标识码：A文章编号：1000–6915(2008)增2–3798–09NUMERICALANALYSISOFDYNAMICRESPONSEOFSATURATEDPOROUSSEABED-PIPELINEUNDERSEISMICLOADING11，2，31，21ZHANGXiaoling，LUANMaotian，GUOYing，QUPeng(1.InstituteofGeotechnicalEng

4、ineering，SchoolofCivilandHydraulicEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian，Liaoning116024，China；2.StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian，Liaoning116024，China；3.StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalE

5、ngineering，InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China)Abstract：Seismic-inducedporewaterpressureandeffectivestressesinthesaturatedporousseabedunderseismicloadingarethemainfactorsthatgoverntheoverallstabilityofsubmarinepipelin

6、es.Inmostofthepreviousinvestigationsofdynamicresponseofseabed，thepipelineistakenastoberigidandgenerallytheinteractionbetweenseabedandpipelineisoverlooked.Theequivalentdisposalofseabedboundaryalsohasnotbeentakenintoconsideration.Therefore，themodeloftheseabed-pipe

7、lineinteractionisestablishedbasedontheBiot′stheoryofconsolidation.Thedistributionoftheseismic-inducedporewaterpressurealongthepipelineoutersurfaceandthedynamicresponseofsubmarinepipelinealongthepipelineinnerandoutersurfaceunderElCentroseismicwavearestudiedwithAD

8、INA.Theeffectsofvariablepipelineradiusandpipelinewallthickness，variablesoilmodulusandsoilpermeabilityontheseismic-inducedporewaterpressureandinternalstressesofsubmari