地質(zhì)災(zāi)害下油氣管道安全可靠性

目錄
1 管道地質(zhì)災(zāi)害研究概況 1
1.1 滑坡 1
1.1.1 管道滑坡分類及力學(xué)分析 2
1.1.2 監(jiān)測(cè)與防治 4
1.1.3 油氣管道腐蝕 5
1.2 水毀 6
1.2.1 管道懸空 7
1.2.2 管道水毀 9
1.2.3 黃土濕陷 10
1.2.4 管道治理加固 12
1.3 崩塌 12
1.3.1 力學(xué)行為 13
1.3.2 可靠性 15
1.3.3 防治減災(zāi) 16
1.4 泥石流 17
1.4.1 沖擊作用 17
1.4.2 數(shù)值模擬 18
參考文獻(xiàn) 19
2 滑坡 26
2.1 滑坡管道力學(xué)分析 26
2.1.1 滑坡 26
2.1.2 管道 28
2.1.3 管道作用力分析 33
2.1.4 管-土作用模型 37
2.2 橫向滑坡作用下管道數(shù)值計(jì)算模型 40
2.2.1 非缺陷管道 40
2.2.2 帶腐蝕管道 43
2.3 非缺陷管道承受滑坡作用長(zhǎng)度分析 44
2.3.1 蘭成渝成品油管道X52橫穿滑坡 44
2.3.2 中貴天然氣管道X80橫穿滑坡 51
2.4 徑厚比和管材對(duì)管道承受滑坡長(zhǎng)度影響 57
2.4.1 不同徑厚比與不同管材 57
2.4.2 不同徑厚比與相同管材 57
2.4.3 相同徑厚比與不同管材 59
2.5 帶腐蝕缺陷管道承受橫穿滑坡作用長(zhǎng)度分析 59
2.5.1 輸油管道 59
2.5.2 輸氣管道 62
2.5.3 數(shù)值擬合 62
2.6 管道可靠性極限狀態(tài)方程 63
2.6.1 結(jié)構(gòu)可靠性及功能函數(shù) 63
2.6.2 變量隨機(jī)性 64
2.6.3 非缺陷管承受橫穿滑坡作用長(zhǎng)度公式 65
2.6.4 缺陷管道承受橫穿滑坡作用長(zhǎng)度公式 66
2.6.5 管道安全評(píng)價(jià)極限狀態(tài)方程 67
2.6.6 橫穿滑坡作用下可靠度 68
參考文獻(xiàn) 69
3 水毀 71
3.1 懸空管道力學(xué)建模 71
3.1.1 黃土濕陷 71
3.1.2 水毀 72
3.2 非缺陷懸空管道有限元分析 73
3.2.1 數(shù)值計(jì)算模型 73
3.2.2 局部完全懸空管道 75
3.3 帶腐蝕缺陷懸空管道極限長(zhǎng)度分析 80
3.3.1 數(shù)值計(jì)算模型 80
3.3.2 腐蝕坑位于懸空管道跨中 81
3.3.3 腐蝕坑位于懸空管道管端 108
3.4 黃土濕陷管道力學(xué)行為 121
3.4.1 管道模型 121
3.4.2 黃土濕陷作用 123
3.5 懸空管道可靠性極限狀態(tài)方程 128
3.5.1 非缺陷管道 129
3.5.2 腐蝕管道 132
3.6 懸空管道加固 137
3.6.1 管道水毀常用防治方法 137
3.6.2 碳纖維材料加固 138
3.6.3 兩類橋梁型加固 140
參考文獻(xiàn) 142
4 崩塌 144
4.1 管道力學(xué)分析 145
4.1.1 管道下方 145
4.1.2 管道上方 145
4.1.3 管道側(cè)方 146
4.2 正常工況下埋地管道應(yīng)力分析 148
4.2.1 覆土應(yīng)力 148
4.2.2 溫差應(yīng)力、殘余應(yīng)力、振動(dòng)應(yīng)力 150
4.2.3 管內(nèi)油氣作用 151
4.3 崩塌作用下埋地管道應(yīng)力分析 153
4.3.1 管道內(nèi)力 153
4.3.2 管道強(qiáng)度 155
4.4 準(zhǔn)靜態(tài)模擬 157
4.4.1 數(shù)值計(jì)算模型 157
4.4.2 蘭成渝成品管道失效規(guī)律 158
4.4.3 失效數(shù)學(xué)模型 161
4.5 動(dòng)態(tài)模擬 165
4.5.1 數(shù)值計(jì)算模型 165
4.5.2 響應(yīng)分析 165
4.6 可靠性極限狀態(tài)方程 172
4.6.1 結(jié)構(gòu)可靠性 172
4.6.2 隨機(jī)變量確定及其分布形態(tài) 173
4.6.3 中貴天然氣管道不同埋深管段極限狀態(tài)方程 175
4.7 災(zāi)害防治 175
4.7.1 概述 175
4.7.2 危巖加固 176
4.7.3 危巖清除 178
4.7.4 邊坡排水 179
4.8 管道加固措施 179
4.8.1 危巖監(jiān)測(cè)預(yù)警 179
4.8.2 危巖攔截 180
4.8.3 管線繞避 184
4.9 柔性防護(hù)系統(tǒng)仿真模擬 184
4.9.1 材料選擇及數(shù)值計(jì)算模型 184
4.9.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)比及分析 185
參考文獻(xiàn) 188
5 泥石流 189
5.1 管道力學(xué)分析 189
5.1.1 在內(nèi)壓和側(cè)壓下屈曲 190
5.1.2 在漿體靜載作用下 190
5.1.3 在塊石沖擊下 191
5.2 對(duì)管道沖擊作用數(shù)值計(jì)算模型 192
5.2.1 模型參數(shù) 192
5.2.2 邊界條件 192
5.2.3 流體物理性質(zhì) 192
5.3 沖擊寬度和沖擊角度對(duì)管道影響 193
5.3.1 裸露管道 193
5.3.2 埋地管道 194
5.4 流速和塊石粒徑對(duì)管道影響 195
5.4.1 裸露管道 195
5.4.2 埋地管道 200
5.5 管道埋深影響 208
5.6 管道安全可靠性 210
5.6.1 隨機(jī)變量確定 210
5.6.2 極限狀態(tài)方程 212
5.7 管道加固 212
5.7.1 隔離加固 213
5.7.2 支撐加固 213
5.7.3 土體加固 216
5.7.4 維護(hù)加固 218
5.7.5 其他方法 218
參考文獻(xiàn) 218
6 管道易損性 219
6.1 基于性能的地震工程概率決策方法與地震易損性分析 223
6.2 基于自然災(zāi)害的管網(wǎng)易損性 226
6.2.1 曲線建立 226
6.2.2 管網(wǎng)的自然災(zāi)害易損性 228
6.2.3 管網(wǎng)概率自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn) 229
6.2.4 管道受災(zāi)力學(xué)行為 232
6.3 管道的概率需求分析方法 240
6.3.1 需求模型 241
6.3.2 需求分析過(guò)程 242
6.3.3 結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng) 243
6.3.4 分析結(jié)果 245
6.4 管道的概率抗震能力分析法 246
6.4.1 管道抗震能力分析準(zhǔn)備 247
6.4.2 能力模型 263
6.4.3 分析過(guò)程 264
6.4.4 分析結(jié)果 264
6.4.5 抗震能力與地震需求離散程度相對(duì)關(guān)系對(duì)易損性分析影響 266
6.5 地震易損性分析實(shí)際應(yīng)用 268
6.5.1 基本情況 268
6.5.2 管道模型和地震動(dòng)隨機(jī)性 268
6.5.3 需求分析 274
6.5.4 能力分析 279
6.5.5 易損性 281
參考文獻(xiàn) 285
7 管道耐久性 288
7.1 管道耐久性分析 289
7.1.1 耐久性 289
7.1.2 應(yīng)力載荷-時(shí)間歷程 292
7.2 壽命預(yù)測(cè)方法 317
7.2.1 腐蝕缺陷壽命預(yù)測(cè) 317
7.2.2 疲勞開裂壽命預(yù)測(cè) 321
7.2.3 損傷度評(píng)估與經(jīng)濟(jì)壽命預(yù)測(cè) 331
7.3 經(jīng)濟(jì)壽命評(píng)估 332
7.3.1 影響因素 333
7.3.2 計(jì)算原理 336
7.3.3 經(jīng)濟(jì)壽命計(jì)算 337
7.4 未確知模型理論與指標(biāo)體系分析 341
7.4.1 未確知數(shù)學(xué) 341
7.4.2 管道耐久性評(píng)估中的不確定性 345
7.4.3 管道耐久性評(píng)估指標(biāo)體系 345
7.5 未確知評(píng)估模型 350
7.5.1 基本思想 350
7.5.2 未確知測(cè)度評(píng)估模型 351
7.5.3 管道未確知評(píng)估模型 353
參考文獻(xiàn) 354