以跨越断层埋地管道破坏机理为研究目标,开展了三部分内容的研究工作(1)断层引起的地面永久变形预测分析。目的是为跨越断层埋地管道反应分析和破坏机理研究提供输入,通过有限元法建立了土层反应分析模型,分析了在下卧基岩位移激励下覆盖土层产生变形和破裂的过程,研究了断层类型、覆盖土层厚度、土体性质、断层倾角等对地面永久变形的影响;(2)地面大变形作用下埋地管道反应行为数值模拟。将埋地管道及周围土体共同从地球介质中取出,建立管土体系模型。分别以薄壳单元和实体单元模拟管道与土体,管道与土体界面上的相互作用则采用接触理论加以分析,研究了管土体系有效计算区域的选取、管道与土体接触界面上相对提离和滑移等非线性力学行为、埋地管道强度型破坏和屈曲型破坏等两种破坏模式,以及地面大变形位移量、场地条件、管道埋置深度、管道径厚比、管道跨越断层角度等因素对埋地管道反应行为的影响等问题,并给出了埋地管道抵御断层作用的建议;(3)埋地管道原型原位断层实验。在现场建造实验加载装置,将原型金属管道一部分埋置于土体中而另一部分暴露,通过机械装置模拟断层位移运动,并测量管道与土体的反应行为,研究其破坏机理。
英文主题词buried pipeline;earthquake faults;fail mechanism;permanent ground deformations;pipe-soil interaction