模糊随机时空地震荷载下埋地管道动力可靠性分析

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1、图书分类号：学校代码：论文题目模糊随机时空地震荷载下埋地管道动力可靠性分析硕士生姓名蒲正元第一导师姓名张鹏（教授）第二导师姓名专业学位类型全曰制专业硕士工程领域名称建筑与土木工程研究方向管道可靠性研究二〇一五年六月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，卩：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印

2、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密（请在以上相应括号内打“”）学位论文作者签名指导教师签名：年曰為冗年月丨曰西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研宄生学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同

3、工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名年月丨旧摘要为更好地分析埋地管道在地震荷载下的响应，在考虑非常规荷载一一地震荷载、以及埋地管道所具有的长线性结构时，认识到作用在埋地管道上的地震荷载不仅具有模糊性、还具有时间随机性和空间随机性一一地震荷载的模糊随机时空特性。为解决地震荷载所具有的随机时空性问题，通过分析地震波衰减因素获取场地的衰减因子，得到地震波参数（振幅、加速度、传播时间）随传播距离的变化关系式，并将其用于埋地管道的动力可靠性分析、以及埋地管道出现各等级震害概率的计算。根据各等级震害对应的

4、潜在经济损失值，计算地震可能给埋地管道带来的总损失。最后结合案例，给出分析计算的思路。主要内容和结论如下：分析地震（地震烈度）的模糊随机性、场地土模糊性、震害模糊性产生的原因，及其给研宄带来的不便和不合理之处，给出了解决这些模糊性和随机性的数学模型和计算方法。给出了模糊随机时空地震荷载的概念，分析了其产生的原因，给出了分类及研宄方法。研究了地震的模糊性、埋地管道场地位置相对于震中位置在空间上的随机性、管道承受地震荷载在时间上的随机性（因地震波传播和震中距的不同而引起）这个方面的内容，综合考虑了与地震波传播距离有关的主要衰减因素，通过对主要衰减

5、因素的分析，得出地震波随震中距变化的衰减公式。并给出了一种根据研究区域内地震波的输入、输出强度，来确定研究区域地震波衰减因子的简便方法。基于该方法，给出了地震波振幅、加速度、传播时间随震中距变化的计算式。将作用于管道上的地震波简化为简谐平面波，推导出地震荷载下管道的轴向和弯曲应变和应力公式，及其随入射角的变化规律。并得出入射角为°时，轴向和弯曲应变和应力均取得最大值，且最大值的绝对值相等。然后，计算埋地管道各震害等级的发生概率，根据研究区域内不同震害等级对应的经济损失值，计算该地震烈度下研究区域内的埋地管道经济损失值、或者预测某管道一定年限内

6、可能因地震而造成的经济损失值。从经济的角度来量化管道的地震风险，并据此判断能否接受该损失。结合汶川地震和兰成渝成品油输送管道信息运用研究所得的理论进行分析，给出了研究区域的地震波衰减因子、各震害等级的发生概率、以及总的经济损失值。并将考虑随机时空地震荷载的分析方法与传统分析方法进行比较，凸显了随机时空地震荷载的优点。关键词：埋地管道；地震荷载；模糊性；随机时空；可靠性AbstractInordertoanalyzetheresponseofburiedpipelineunderseismicload.Thispaperconsideredth

7、eabnormalload-seismicloadandlonglinearstructureofburiedpipeline.Whiletheseismicload,whichactsonburiedpipeshasfiizziness,timerandomnessandspacerandomness,wecalledfuzzystochasticspace-timecharacterofseismicload.Theattenuationfactorofthestudyingareawasobtainedbyanalyzingtheatt

8、enuationfactorsofseismicwave,thecomparisonexpressionbetweenseismicwaveparameters(a