目錄
第一篇 地震波作用下長輸管道反應(yīng)分析
第1章 空間多點地震動合成方法 3
1.1 引言 3
1.1.1 地震動空間變化特性的認識與發(fā)展 3
1.1.2 空間相關(guān)多點地震動合成三要素 4
1.1.3 空間相關(guān)多點地震動合成方法 9
1.2 空間相關(guān)多點地震動傳統(tǒng)合成方法 10
1.2.1 地震波傳播特點及檢驗方法 10
1.2.2 傳統(tǒng)的空間相關(guān)多點地震動合成方法 11
1.3 空間相關(guān)多點地震動改進合成方法 15
1.3.1 基于實際地震記錄的空間多點地震動合成方法 15
1.3.2 基于地震反應(yīng)譜的空間多點地震動合成方法 20
1.4 空間相關(guān)多點地震動合成實例 22
1.4.1 基于傳統(tǒng)HOP法的地震動合成實例 22
1.4.2 基于實際地震記錄的地震動合成實例 25
1.4.3 基于地震反應(yīng)譜的地震動合成實例 28
第2章 地震波作用下長輸管道反應(yīng)的數(shù)值分析 30
2.1 引言 30
2.1.1 確定性動力分析法 30
2.1.2 反應(yīng)譜法 30
2.1.3 隨機振動分析法 31
2.2 埋地管道動力反應(yīng)分析控制方程 31
2.2.1 管道動力時程分析控制方程 31
2.2.2 擬靜力方法分析控制方程 32
2.3 管道和土體相互作用模型 33
2.3.1 非液化土土彈簧模型 33
2.3.2 土彈簧的等效剛度 35
2.3.3 液化土土彈簧模型 37
2.4 地震波作用下長輸管道反應(yīng)分析實例 39
2.4.1 管道鋼本構(gòu)關(guān)系 39
2.4.2 有限元模型的建立 40
2.4.3 空間相關(guān)多點地震波的合成 41
2.4.4 無運行荷載下的地震反應(yīng) 44
2.4.5 運行荷載下的地震反應(yīng) 49
2.4.6 運行荷載與無運行荷載結(jié)果對比 54
第3章 地震波作用下長輸管道反應(yīng)的理論分析 55
3.1 引言 55
3.1.1 不考慮土壤與管道相對變形的埋地管線地震反應(yīng)計算 55
3.1.2 考慮土壤與管道相對變形的埋地管線地震反應(yīng)公式 57
3.2 地震行波作用下長輸管道軸向變形反應(yīng) 63
3.2.1 理論推導(dǎo) 64
3.2.2 建議公式的討論 67
3.2.3 工程實例分析 70
3.3 地震行波作用下長輸管道彎曲變形反應(yīng) 71
3.3.1 公式的推導(dǎo) 71
3.3.2 公式的討論 74
3.3.3 工程實例分析 75
3.4 地震行波作用下長輸管道軸向和彎曲共同變形反應(yīng) 76
3.4.1 埋地管道總應(yīng)變計算公式推導(dǎo) 76
3.4.2 總應(yīng)變計算公式的討論 79
3.4.3 土體彈簧系數(shù)的確定 80
3.4.4 工程實例分析 81
第4章 地震波作用下海底懸跨管道水動力計算模型 82
4.1 引言 82
4.2 地震作用下海底懸跨管道水動力模型實驗 82
4.2.1 動力模型實驗相似理論 82
4.2.2 動力模型實驗設(shè)計 85
4.2.3 地震作用下管道周圍流場特性 90
4.2.4 地震作用下管道受到的水動力特性 95
4.3 地震作用下水動力計算模型 99
4.3.1 傳統(tǒng)的Morison方程 99
4.3.2 地震作用下水動力計算方程 101
4.3.3 地震作用下水動力系數(shù)的確定 106
第5章 地震波作用下海底懸跨管道分析方法 111
5.1 引言 111
5.2 海底懸跨管道-水體耦合計算模型 112
5.2.1 懸跨管道-水體流固耦合系統(tǒng)的基本理論及動力學(xué)模型 112
5.2.2 懸跨管道-水體流固耦合控制方程和邊界條件 117
5.2.3 懸跨管道-水體流固耦合三維數(shù)值模擬 119
5.3 含懸空段的海底長輸管道計算模型 123
5.3.1 地震激勵下管道所受的水動力 123
5.3.2 基于水動力模型的海底管道多點輸入耦合運動方程 124
5.3.3 海底懸空管道地震反應(yīng)影響因素 125
5.4 地震作用下海底管道臨界懸跨長度 129
5.4.1 有限元模型建立 129
5.4.2 失效準則確定 131
5.4.3 人工合成地震波作用下懸跨長度的確定 132
第二篇 永久地面變形作用下長輸管道反應(yīng)分析
第6章 永久地面變形危害 137
6.1 斷層 137
6.2 滑坡 139
6.3 側(cè)向滑移 142
6.3.1 側(cè)向滑移的概念 142
6.3.2 永久地面變形量 143
第7章 斷層作用下埋地管道反應(yīng)的數(shù)值方法分析 145
7.1 引言 145
7.2 有限元模型的建立 147
7.2.1 管殼單元簡介 147
7.2.2 非線性管殼單元有限元模型的建立 150
7.2.3 有限元模型的驗證 152
7.3 斷層作用下管道反應(yīng)影響因素 156
7.3.1 斷層錯動量的影響 157
7.3.2 幾何非線性特征的影響 159
7.3.3 管材本構(gòu)模型的影響 161
7.3.4 管材類別的影響 162
7.3.5 場地土均一程度的影響 163
7.3.6 管道外徑的影響 164
7.3.7 管道壁厚的影響 166
7.3.8 管道埋深的影響 167
7.4 斷層作用下運行狀態(tài)埋地管道反應(yīng)分析 168
7.4.1 管殼單元對內(nèi)壓和溫差的考慮 168
7.4.2 數(shù)值模型的建立 171
7.4.3 內(nèi)壓的影響 172
7.4.4 溫度的影響 173
7.4.5 內(nèi)壓荷載與溫度荷載共同作用分析 175
7.5 斷層作用下埋地管道等效邊界分析模型 176
7.5.1 等效分析模型的建立 176
7.5.2 等效分析模型的驗證 183
第8章 斷層作用下埋地管道反應(yīng)的解析方法分析 189
8.1 引言 189
8.2 改進解析方法的推導(dǎo) 191
8.2.1 彈性梁分析 192
8.2.2 變量說明 194
8.2.3 基于應(yīng)力的解析方法 195
8.2.4 基于應(yīng)變的解析方法 208
8.3 改進解析方法的驗證與分析 217
8.3.1 基于應(yīng)力解析方法的比較 217
8.3.2 基于應(yīng)變解析方法的比較 220
第9章 滑坡作用下埋地管道地震反應(yīng)分析 224
9.1 引言 224
9.2 軸向滑坡作用下埋地管道反應(yīng)分析 225
9.2.1 軸向滑坡下埋地管線受力分析 225
9.2.2 軸向滑坡作用的埋地管線有限元建模 232
9.2.3 軸向滑坡作用下埋地管道計算分析 233
9.3 橫向滑坡作用下埋地管道反應(yīng)分析 236
9.3.1 橫向滑坡下埋地管線受力分析 236
9.3.2 橫向滑坡作用下埋地管道計算分析 243
9.4 深層圓弧滑坡作用下埋地管道反應(yīng)分析 246
9.4.1 深層圓弧滑坡下埋地管線受力分析 247
9.4.2 深層滑坡作用下埋地管道計算分析 250
第三篇 長輸管道地震安全評價
第10章 埋地管道失效模式和失效準則 255
10.1 埋地管道抗震規(guī)范簡介 255
10.1.1 陸地埋地管道抗震規(guī)范簡介 255
10.1.2 海底管道抗震設(shè)計規(guī)范簡介 256
10.1.3 海底管道與陸地埋地管道抗震設(shè)計的異同 259
10.2 埋地管道失效模式 259
10.2.1 拉伸失效 260
10.2.2 局部屈曲 260
10.2.3 梁屈曲 261
10.2.4 滑動式焊接縫 264
10.3 埋地管道失效準則 266
10.3.1 判斷準則 266
10.3.2 中國《油氣輸送管道線路工程抗震設(shè)計規(guī)范》 267
10.3.3 美國ASCE——1984規(guī)范 268
10.3.4 美國PRCI——2004規(guī)范 269
10.3.5 日本Earthquake Resistant Design Codes in Japan規(guī)范 271
10.3.6 失效準則對比 272
第11章 埋地管道地震反應(yīng)分析經(jīng)典方法 275
11.1 地震波作用下埋地管道分析經(jīng)典方法 275
11.1.1 共同變位法 275
11.1.2 位移傳遞系數(shù)法 277
11.2 斷層作用下埋地管道分析經(jīng)典方法 279
11.2.1 Newmark-Hall法 279
11.2.2 Kennedy法 281
11.2.3 SY/T 0454——2004 284
11.2.4 GB 50470——2008 285
11.3 斷層作用下埋地管道反應(yīng)控制策略 285
11.3.1 方法說明 285
11.3.2 通用措施 286
11.3.3 專項措施 287
11.3.4 工程實踐經(jīng)驗方法 288
第12章 長輸管道地震反應(yīng)分析和評價軟件 289
12.1 簡介 289
12.2 軟件基本框架和功能 290
12.2.1 軟件基本框架 290
12.2.2 軟件基本功能 291
12.3 安裝手冊 291
12.3.1 運行環(huán)境 291
12.3.2 安裝軟件簡介 291
12.3.3 NET Framework.4.0安裝 292
12.3.4 MCRInstaller安裝 293
12.4 使用方法簡介 298
12.4.1 啟動 298
12.4.2 管道參數(shù)輸入 298
12.4.3 失效準則的選取 299
12.4.4 斷層分析方法選擇 230
12.4.5 地震波動分析方法選擇 302
12.4.6 土彈簧參數(shù)計算 302
12.4.7 應(yīng)力集中因子 304
12.4.8 斷層分布的APDL命令流生成 305
12.4.9 數(shù)據(jù)保存及生成報告 305
參考文獻 308
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